化工單元操作（第三版）

0緒論1
0.1化工讓生活更美好1
0.2化工生產過程2
0.3化工單元操作2
0.4本課程的研究對象、性質、任務與內容3
0.5單位的正確使用3
0.5.1國際單位制3
0.5.2法定計量單位5
0.6學習建議6
思考題6

第1章流體輸送7
學習目標7
1.1概述7
1.1.1流體輸送在化工生產中的應用7
1.1.2常見流體輸送方式7
1.2流體的物理性質10
1.2.1密度與相對密度10
1.2.2壓力13
1.2.3黏度14
1.3流體流動基本知識14
1.3.1流量方程式14
1.3.2穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動16
1.3.3穩(wěn)定流動系統(tǒng)的物料衡算連續(xù)性方程16
1.3.4穩(wěn)定流動系統(tǒng)的能量衡算伯努利方程17
1.3.5流體阻力24
1.4化工管路26
1.4.1化工管路的構成與標準化27
1.4.2化工管路的布置與安裝34
1.5流體輸送機械36
1.5.1離心泵37
1.5.2其他類型泵45
1.5.3往復式壓縮機49
1.5.4離心壓縮機52
1.5.5流體輸送機械的進展54
1.6流量測量54
1.6.1孔板流量計54
1.6.2文丘里流量計55
1.6.3轉子流量計55
1.7流體輸送過程的控制56
本章小結56
本章主要符號說明57
思考題57
習題58
自測題60

第2章非均相物系的分離62
學習目標62
2.1概述62
2.1.1非均相物系分離在化工生產中的應用62
2.1.2非均相物系的常見分離方法63
2.2沉降63
2.2.1重力沉降63
2.2.2離心沉降68
2.3過濾71
2.3.1過濾的基本知識71
2.3.2過濾設備74
2.4氣體的其他凈制方法與非均相物系分離方法的選擇78
2.4.1氣體的其他分離方法與設備78
2.4.2非均相物系分離方法的選擇79
本章小結80
本章主要符號說明80
思考題81
習題81
自測題81

第3章傳熱83
學習目標83
3.1概述83
3.1.1傳熱在化工生產中的應用83
3.1.2穩(wěn)態(tài)傳熱與非穩(wěn)態(tài)傳熱84
3.1.3工業(yè)換熱方法84
3.2傳熱的基本方式85
3.2.1傳導傳熱85
3.2.2對流傳熱90
3.2.3輻射傳熱94
3.3間壁傳熱96
3.3.1總傳熱速率方程及其應用96
3.3.2熱量衡算97
3.3.3傳熱推動力的計算100
3.3.4傳熱系數(shù)的獲取方法105
3.3.5強化傳熱與削弱傳熱106
3.3.6工業(yè)加熱與冷卻方法110
3.4換熱器111
3.4.1換熱器的分類112
3.4.2換熱器的結構與性能特點112
3.4.3列管換熱器的選型原則120
3.4.4換熱器的操作與保養(yǎng)123
本章小結126
本章主要符號說明127
思考題127
習題128
自測題129

第4章液體蒸餾131
學習目標131
4.1概述131
4.1.1蒸餾在化工生產中的應用131
4.1.2精餾原理和流程131
4.1.3蒸餾在相圖上的表示133
4.2精餾的物料衡算134
4.2.1全塔物料衡算134
4.2.2精餾段物料衡算136
4.2.3提餾段物料衡算137
4.3塔板數(shù)的確定139
4.3.1實際塔板數(shù)與板效率139
4.3.2理論塔板數(shù)的確定原則139
4.3.3理論塔板數(shù)的確定方法140
4.4連續(xù)精餾的操作分析144
4.4.1進料狀況對精餾操作的影響144
4.4.2回流比的影響147
4.4.3操作溫度和操作壓力的影響149
4.5精餾過程的熱量平衡與節(jié)能150
4.6其他蒸餾方式153
4.6.1簡單蒸餾153
4.6.2閃蒸153
4.6.3特殊精餾154
4.6.4精餾操作的進展155
4.7精餾設備155
4.7.1板式塔155
4.7.2輔助設備158
4.8精餾塔的操作158
本章小結159
本章主要符號說明159
思考題160
習題160
自測題161

第5章氣體吸收163
學習目標163
5.1概述163
5.1.1氣體吸收在化工生產中的應用163
5.1.2氣體吸收的分類164
5.1.3吸收劑的選擇164
5.2從溶解相平衡看吸收操作165
5.2.1氣液相平衡關系165
5.2.2氣液相平衡關系對吸收操作的意義167
5.3吸收速率168
5.3.1傳質基本方式168
5.3.2雙膜理論169
5.3.3吸收速率169
5.3.4影響吸收速率的因素170
5.4吸收的物料衡算171
5.4.1全塔物料衡算171
5.4.2吸收操作線172
5.4.3吸收劑用量173
5.5填料層高度的確定175
5.5.1填料層高度的確定原則175
5.5.2填料層高度的確定方法176
5.5.3填料層高度的計算177
5.6吸收操作分析179
5.6.1影響吸收操作的因素179
5.6.2吸收操作的特點179
5.6.3吸收塔的操作和調節(jié)180
5.7其他吸收與解吸181
5.7.1化學吸收181
5.7.2高含量氣體吸收182
5.7.3多組分吸收183
5.7.4解吸183
5.8吸收設備184
5.8.1吸收塔184
5.8.2填料186
5.8.3輔助設備188
5.9吸收與蒸餾的比較191
本章小結192
本章主要符號說明192
思考題193
習題193
自測題194

第6章固體干燥196
學習目標196
6.1概述196
6.1.1干燥在工業(yè)生產中的應用及干燥方法196
6.1.2對流干燥的條件和流程197
6.2濕空氣的性質198
6.2.1濕度(濕含量)198
6.2.2相對濕度198
6.2.3濕空氣的比體積199
6.2.4濕空氣的比熱容200
6.2.5濕空氣的焓200
6.2.6干球溫度201
6.2.7露點201
6.2.8濕球溫度201
6.2.9絕熱飽和溫度202
6.3濕物料中水分的性質203
6.3.1物料中含水量的表示方式203
6.3.2平衡水分與自由水分203
6.3.3結合水分與非結合水分204
6.4干燥過程的物料衡算204
6.4.1水分蒸發(fā)量205
6.4.2空氣消耗量205
6.5干燥速率206
6.5.1干燥速率概述206
6.5.2影響干燥速率的因素208
6.5.3干燥速率的選擇208
6.6干燥設備208
6.6.1對干燥器的基本要求208
6.6.2工業(yè)上常用的干燥器209
6.6.3干燥器的選擇211
6.6.4干燥過程的操作分析212
6.7干燥技術及設備的進展213
本章小結215
本章主要符號說明216
思考題216
習題216
自測題217

第7章蒸發(fā)218
學習目標218
7.1概述218
7.1.1蒸發(fā)在工業(yè)生產中的應用218
7.1.2單效蒸發(fā)的流程與計算219
7.2多效蒸發(fā)222
7.2.1多效蒸發(fā)對節(jié)能的意義222
7.2.2多效蒸發(fā)的流程223
7.3蒸發(fā)設備224
7.3.1常見蒸發(fā)設備224
7.3.2蒸發(fā)操作的要點227
本章小結228
本章主要符號說明229
思考題229
習題229
自測題229

第8章結晶231
學習目標231
8.1概述231
8.1.1結晶及其工業(yè)應用231
8.1.2固液體系相平衡232
8.1.3晶核的形成及影響因素233
8.1.4晶體的成長235
8.2結晶方法236
8.2.1冷卻結晶236
8.2.2蒸發(fā)結晶236
8.2.3真空冷卻結晶236
8.2.4鹽析結晶236
8.2.5反應沉淀結晶236
8.2.6升華結晶237
8.2.7熔融結晶237
8.3結晶設備與操作237
8.3.1常見結晶設備237
8.3.2間歇結晶操作240
本章小結242
思考題242
自測題242

第9章液-液萃取244
學習目標244
9.1概述244
9.1.1萃取在工業(yè)生產中的應用244
9.1.2萃取劑的選擇245
9.1.3萃取操作流程245
9.2液液相平衡247
9.2.1部分互溶物系的相平衡247
9.2.2單級萃取在相平衡圖上的表示252
9.3萃取設備253
9.3.1塔式萃取設備253
9.3.2萃取塔的操作257
9.4萃取技術的進展259
本章小結260
本章主要符號說明260
習題260
自測題262

第10章制冷263
學習目標263
10.1概述263
10.1.1制冷方法263
10.1.2制冷的分類265
10.2制冷基本原理265
10.2.1壓縮蒸氣制冷循環(huán)265
10.2.2制冷系數(shù)266
10.2.3操作溫度的選擇267
10.2.4制冷劑的過冷267
10.3制冷能力268
10.3.1制冷能力的表示268
10.3.2標準制冷能力268
10.4制冷劑與載冷體269
10.4.1制冷劑269
10.4.2載冷體270
10.5壓縮蒸氣制冷設備271
10.5.1壓縮機271
10.5.2冷凝器271
10.5.3節(jié)流閥272
本章小結272
本章主要符號說明272
思考題273
自測題273

第11章新型單元操作簡介274
學習目標274
11.1吸附274
11.1.1吸附原理與吸附劑274
11.1.2吸附平衡與吸附速率275
11.1.3吸附工藝簡介276
11.2膜分離279
11.2.1膜分離技術的基本原理279
11.2.2分離膜應具備的條件及類型282
11.2.3幾種主要的膜分離過程285
11.3超臨界流體萃取技術291
11.3.1超臨界流體萃取技術的發(fā)展與特點291
11.3.2超臨界流體萃取原理291
11.3.3超臨界流體萃取過程簡介292
11.3.4超臨界流體萃取的工業(yè)應用293
本章小結294
思考題295

附錄296
一、中華人民共和國法定計量單位(摘錄)296
二、某些氣體的重要物理性質296
三、某些液體的重要物理性質297
四、干空氣的物理性質(101.33kPa)298
五、水的物理性質299
六、常用固體材料的密度和比熱容300
七、飽和蒸汽(以溫度為基準)300
八、飽和蒸汽(以壓力為基準)301
九、某些液體的熱導率304
十、某些氣體和蒸氣的熱導率305
十一、某些固體材料的熱導率306
十二、液體的黏度共線圖307
十三、101.33kPa壓力下氣體的黏度共線圖309
十四、液體的比熱容共線圖310
十五、氣體的比熱容共線圖(101.33kPa)312
十六、蒸發(fā)潛熱(汽化熱)共線圖313
十七、某些有機液體的相對密度共線圖315
十八、壁面污垢熱阻(污垢系數(shù))316
十九、離心泵的規(guī)格(摘錄)317
二十、管殼式換熱器系列標準(摘錄)322
二十一、某些二元物系在101.3kPa(絕壓)下的氣（汽）液平衡組成325

自測題參考答案326

參考文獻327

主要設備結構及工作過程素材資源(建議在wifi環(huán)境下掃碼觀看)
穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動16
離心泵工作原理37
離心泵的氣縛現(xiàn)象37
離心泵的汽蝕現(xiàn)象43
單級往復泵工作原理46
多級往復泵工作原理46
齒輪泵工作原理48
螺桿泵工作原理48
噴射泵工作原理49
孔板流量計55
文丘里流量計工作原理55
轉子流量計工作原理55
氣體在降塵室的沉降運動67
旋風分離器結構及工作過程70
過濾原理72
板框壓濾機結構74
板框壓濾機的過濾和洗滌75
轉筒真空過濾機工作過程75
臥式刮刀離心機結構及工作過程78
固定管板式換熱器結構及工作過程113
浮頭式換熱器結構及工作過程114
U形管式換熱器結構及工作過程114
套管式換熱器結構及工作過程115
板式換熱器工作過程117
螺旋板式換熱器結構及工作過程117
板式精餾塔工作過程132
板式塔（普通浮閥塔）結構156
塔板在塔內排列156
板式塔內汽液接觸狀態(tài)157
嚴重漏液158
液泛-淹塔158
吸收與解吸流程163
填料塔結構185
廂式干燥器結構及工作過程209
氣流干燥器結構及工作過程210
沸騰床干燥器結構及工作過程211
中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結構及工作過程224
外加熱式蒸發(fā)器結構及工作過程225
強制循環(huán)蒸發(fā)器（立式）結構及工作過程226
升膜式蒸發(fā)器結構及工作過程227
降膜式蒸發(fā)器結構及工作過程227
Krystal-Oslo結晶器結構及工作過程238
蒸發(fā)型結晶器結構及工作過程239
冷卻式連續(xù)結晶器結構及工作過程239