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绪论1

0.1　化工生产过程1

0.2　化工单元操作1

0.3　本课程的研究对象、性质、任务与内容2

0.4　单位的正确使用2

0.5　学习建议3

思考题3

1．流体输送4

学习目标4

1.1 概述4

1.1.1 流体输送在化工生产中的应用4

1.1.2　常见流体输送方式4

1.2　流体的物理性质6

1.2.1　密度与相对密度6

1.2.2　压力8

1.2.3　粘度10

1.3　流体流动基本知识10

1.3.1　流量方程式10

1.3.2　稳定流动与不稳定流动11

1.3.3　稳定流动系统的物料衡算——连续性方程12

1.3.4　稳定流动系统的能量衡算——柏努利方程13

1.3.5　流体阻力19

1.4　化工管路22

1.4.1　化工管路的构成与标准化22

1.4.2　化工管路的布置与安装31

1.5　流体输送设备32

1.5.1　离心泵33

1.5.2　其他类型泵42

1.5.3　往复式压缩机45

1.6　流量测量48

1.6.1　孔板流量计48

1.6.2　文丘里流量计49

1.6.3　转子流量计49

本章小结49

本章主要符号说明50

思考题50

习题51

2．非均相物系的分离54

学习目标54

2.1　概述54

2.1.1　非均相物系分离在化工生产中的应用54

2.1.2　常见非均相物系的分离方法55

2.2　沉降55

2.2.1 重力沉降55

2.2.2　离心沉降60

2.3　过滤63

2.3.1　过滤的基本知识63

2.3.2　过滤设备66

2.4　气体的其他净制方法与非均相物系分离方法的选择70

2.4.1　气体的其他分离方法与设备70

2.4.2　非均相物系分离方案的选择71

本章小结72

本章主要符号说明72

思考题72

习题73

3．传热74

学习目标74

3.1　概述74

3.1.1　传热在化工生产中的应用74

3.1.2　强化传热与削弱传热75

3.1.3　稳态传热与非稳态传热75

3.1.4　工业换热方法75

3.1.5　典型间壁式换热器76

3.2　传热的基本方式77

3.2.1　传导传热77

3.2.2　对流传热82

3.2.3　辐射传热86

3.3　间壁传热88

3.3.1　总传热速率方程及其应用89

3.3.2　热量衡算89

3.3.3　传热推动力的计算92

3.3.4　传热系数的获取方法98

3.3.5　强化传热与削弱传热99

3.3.6　工业加热与冷却方法103

3.4　换热器105

3.4.1　换热器的分类105

3.4.2　换热器结构与性能特点106

3.4.3　列管换热器的选型原则113

3.4.4　换热器的操作与保养116

本章小结120

本章主要符号说明120

思考题121

习题121

4．液体蒸馏123

学习目标123

4.1 概述123

4.1.1　蒸馏在化工生产中的应用123

4.1.2　精馏原理和流程123

4.2　精馏的物料衡算125

4.2.1　全塔物料衡算125

4.2.2　精馏段物料衡算127

4.2.3　提馏段物料衡算128

4.3　塔板数的确定129

4.3.1　实际塔板数与板效率129

4.3.2　理论塔板数的确定原则130

4.3.3　理论塔板数的确定方法131

4.4　连续精馏的操作分析134

4.4.1　进料状况对精馏操作的影响135

4.4.2　回流比的影响138

4.4.3　操作温度和操作压力的影响139

4.5　精馏过程的热量平衡与节能140

4.6　其他蒸馏方式143

4.6.1 简单蒸馏144

4.6.2 闪蒸144

4.6.3　特殊精馏144

4.6.4　精馏操作的进展146

4.7　精馏设备146

4.7.1　板式塔146

4.7.2　辅助设备149

4.8　精馏塔的操作149

本章小结150

本章主要符号说明150

思考题151

习题151

5．气体吸收153

学习目标153

5.1 概述153

5.1.1 气体吸收在化工生产中的应用153

5.1.2　气体吸收的分类154

5.1.3　吸收剂的选择154

5.2　从溶解相平衡看吸收操作155

5.2.1　气液相平衡关系155

5.2.2　气液相平衡关系对吸收操作的意义157

5.3 吸收速率158

5.3.1　传质基本方式159

5.3.2　双膜理论159

5.3.3　吸收速率159

5.3.4　影响吸收速率的因素160

5.4　吸收的物料衡算162

5.4.1　全塔物料衡算162

5.4.2　吸收操作线163

5.4.3　吸收剂用量164

5.5　填料层高度的确定165

5.5.1 填料层高度的确定原则165

5.5.2　填料层高度的确定方法166

5.5.3　填料层高度的计算167

5.6　吸收操作分析169

5.6.1　影响吸收操作的因素169

5.6.2　吸收操作的特点169

5.6.3　吸收塔的操作和调节171

5.7　其他吸收与解吸172

5.7.1 化学吸收172

5.7.2　高含量气体吸收173

5.7.3　多组分吸收173

5.7.4　解吸174

5.8　吸收设备175

5.8.1 吸收塔175

5.8.2　填料176

5.8.3　辅助设备179

本章小结182

本章主要符号说明182

思考题183

习题183

6．固体干燥185

学习目标185

6.1 概述185

6.1.1 干燥在工业生产中的应用及干燥方法185

6.1.2　对流干燥进行的条件和流程186

6.2　湿空气的性质187

6.2.1 湿度187

6.2.2　相对湿度187

6.2.3　湿空气的比体积188

6.2.4　湿空气的比热容189

6.2.5　湿空气的焓189

6.2.6　干球温度189

6.2.7　露点190

6.2.8　湿球温度190

6.2.9　绝热饱和温度191

6.3　湿物料中水分的性质191

6.3.1 物料中含水量的表示方式192

6.3.2　平衡水分与自由水分192

6.3.3　结合水分与非结合水分193

6.4　干燥过程的物料衡算193

6.4.1　水分蒸发量194

6.4.2　空气消耗量194

6.5　干燥速率195

6.5.1　干燥速率195

6.5.2　影响干燥速率的因素197

6.6　干燥设备197

6.6.1　对干燥器的基本要求197

6.6.2　工业上常用的干燥器198

6.6.3　干燥器的选择200

6.6.4　干燥过程的操作分析201

本章小结203

本章主要符号说明203

思考题203

习题203

7．蒸发205

学习目标205

7.1　概述205

7.1.1　蒸发在工业生产中的应用205

7.1.2　单效蒸发的流程与计算206

7.2　多效蒸发209

7.2.1 多效蒸发对节能的意义209

7.2.2　多效蒸发的流程210

7.3　蒸发设备211

7.3.1　常见蒸发设备211

7.3.2　蒸发操作的要点215

本章小结216

本章主要符号说明216

思考题216

习题217

8．结晶218

学习目标218

8.1 概述218

8.1.1　结晶及其工业应用218

8.1.2　固液体系相平衡219

8.1.3　晶核的形成220

8.1.4　晶体的成长222

8.2　结晶方法223

8.2.1　冷却结晶223

8.2.2　蒸发结晶223

8.2.3　真空冷却结晶223

8.2.4　盐析结晶224

8.2.5　反应沉淀结晶224

8.2.6　升华结晶224

8.2.7　熔融结晶224

8.3　结晶设备与操作224

8.3.1　常见结晶设备224

8.3.2　间歇结晶操作228

本章小结229

思考题229

9．液-液萃取230

学习目标230

9.1　概述230

9.1.1　萃取在工业生产中的应用230

9.1.2　萃取剂的选择231

9.1.3　萃取操作流程231

9.2　部分互溶物系的相平衡233

9.2.1　部分互溶物系的相平衡233

9.2.2　单级萃取在相平衡图上的表示238

9.3　萃取设备240

9.3.1　塔式萃取设备240

9.3.2　萃取塔的操作244

本章小结246

本章主要符号说明246

习题247

10．制冷248

学习目标248

10.1　概述248

10.1.1　制冷方法248

10.1.2　制冷的分类250

10.2　制冷基本原理250

10.2.1　压缩蒸气制冷循环250

10.2.2　制冷系数252

10.2.3　操作温度的选择252

10.2.4　制冷剂的过冷253

10.3　制冷能力253

10.3.1　制冷能力的表示253

10.3.2　标准制冷能力254

10.4　制冷剂与载冷体254

10.4.1 制冷剂254

10.4.2　载冷体255

10.5　压缩蒸气制冷设备256

10.5.1　压缩机256

10.5.2　冷凝器256

10.5.3　节流阀257

本章小结257

本章主要符号说明258

思考题258

11．新型单元操作简介259

学习目标259

11.1 吸附259

11.1.1 吸附原理与吸附剂259

11.1.2　吸附速率261

11.1.3　吸附工艺简介261

11.2　膜分离264

11.2.1　膜分离技术的基本原理264

11.2.2　分离膜应具备的条件及类型268

11.2.3　几种主要的膜分离过程270

11.3　超临界流体萃取技术进展277

11.3.1 超临界流体萃取技术的发展与特点277

11.3.2　超临界流体萃取原理277

11.3.3　超临界流体萃取过程简介279

11.3.4　超临界流体萃取的工业应用279

本章小结280

思考题281

附录282

一、中华人民共和国法定计量单位（摘录）282

二、某些气体的重要物理性质282

三、某些液体的重要物理性质283

四、干空气的物理性质（101.33kPa）284

五、水的物理性质285

六、常用固体材料的密度和比热容286

七、饱和水蒸气（以温度为基准）286

八、饱和水蒸气（以压力为基准）287

九、某些液体的热导率290

十、某些气体和蒸气的热导率291

十一、某些固体材料的热导率292

十二、液体的粘度共线图293

十三、101.33kPa压力下气体的粘度共线图295

十四、液体的比热容共线图296

十五、气体的比热容共线图（101.33kPa）298

十六、蒸发潜热（汽化热）共线图299

十七、某些有机液体的相对密度共线图301

十八、壁面污垢热阻（污垢系数）302

十九、离心泵的规格（摘录）303

二十、管壳式换热器系列标准（摘录）308

二十一、某些二元物系在101.33kPa（绝压）下的气液平衡组成311

二十二、热轧无缝钢管规格与质量312

二十三、冷拔无缝钢管规格与质量316

主要参考资料319