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第1章 流体流动1

1.1 概述1

1.2 流体的物理性质2

1.2.1 流体的密度2

1.2.2 流体的比容3

1.2.3 流体的黏度3

1.3 流体静力学基本方程式及应用5

1.3.1 流体的压力5

1.3.2 流体静力学基本方程式6

1.3.3 流体静力学基本方程式的应用8

1.4 流体动力学12

1.4.1 流量与流速12

1.4.2 管道的选用13

1.4.3 稳定流动与非稳定流动14

1.4.4 连续性方程14

1.4.5 伯努利方程式15

1.4.6 伯努利方程式的应用20

1.5 流体流动的阻力22

1.5.1 流体流动类型与雷诺数22

1.5.2 流体在圆管内流动时的速度分布24

1.5.3 边界层的概念25

1.6 流动阻力计算26

1.6.1 直管阻力计算式27

1.6.2 摩擦系数计算方法28

1.6.3 非圆形管内流动阻力34

1.6.4 管路系统的组成34

1.6.5 局部阻力的计算36

1.6.6 流体在管内流动的总阻力损失计算38

1.7 管路计算40

1.7.1 简单管路40

1.7.2 复杂管路41

1.8 流速和流量的测量42

1.8.1 测速管42

1.8.2 孔板流量计43

1.8.3 文氏流量计46

1.8.4 转子流量计47

习题48

本章主要符号说明50

第2章 流体输送机械51

2.1 概述51

2.1.1 对流体输送机械的基本要求51

2.1.2 流体输送机械的分类51

2.2 离心泵52

2.2.1 离心泵的工作原理52

2.2.2 离心泵的主要部件53

2.2.3 离心泵的主要性能参数55

2.2.4 离心泵的特性曲线及其影响因素57

2.2.5 离心泵的工作点与流量调节59

2.2.6 离心泵的气蚀现象与安装高度64

2.2.7 离心泵的类型与选用68

2.3 其他类型化工用泵71

2.3.1 往复泵71

2.3.2 计量泵73

2.3.3 齿轮泵74

2.3.4 螺杆泵74

2.3.5 旋涡泵75

2.4 气体输送机械75

2.4.1 离心式通风机、鼓风机和压缩机76

2.4.2 往复式压缩机79

2.4.3 真空泵81

习题82

本章主要符号说明84

第3章 流体通过颗粒床层的流动85

3.1 概述85

3.1.1 混合物的分类85

3.1.2 非均相物系分离在化工生产中的应用85

3.1.3 常见非均相物系的分离方法86

3.2 颗粒及颗粒床层的特性86

3.2.1 颗粒的特性86

3.2.2 颗粒床层的特性88

3.3 流体与颗粒间的相对运动89

3.3.1 流体绕过颗粒的流动分析89

3.3.2 颗粒在流体中流动90

3.3.3 流体通过颗粒床层91

3.4 沉降93

3.4.1 重力沉降94

3.4.2 离心沉降102

3.5 过滤107

3.5.1 基本概念107

3.5.2 影响过滤的因素108

3.5.3 过滤基本方程式109

3.5.4 过滤常数的测定116

3.5.5 过滤设备118

3.5.6 滤饼洗涤121

3.5.7 过滤机的生产能力122

3.6 流态化125

3.6.1 流态化过程125

3.6.2 流化床类似液体的性质126

3.6.3 流体通过流化床的阻力126

3.6.4 流态化技术的优缺点128

3.6.5 气-液-固三相淤浆床129

3.7 过程强化与展望130

3.7.1 沉降过程的强化130

3.7.2 过滤过程的强化130

3.7.3 过滤技术展望131

习题132

本章主要符号说明134

第4章 传热135

4.1 概述135

4.1.1 传热过程在化工生产中的应用135

4.1.2 传热的基本方式135

4.1.3 间壁换热过程的剖析136

4.2 热传导138

4.2.1 傅里叶定律138

4.2.2 导热系数140

4.2.3 平壁的稳态热传导142

4.2.4 圆筒壁的稳态热传导145

4.2.5 保温层的临界直径148

4.3 对流传热150

4.3.1 对流传热方程与对流传热系数150

4.3.2 对流传热系数的经验关联式151

4.3.3 流体无相变时对流传热系数的经验关联式153

4.3.4 流体有相变时的对流传热158

4.3.5 选用对流传热系数关联式的注意事项163

4.4 对流传热计算164

4.4.1 热量衡算164

4.4.2 传热平均温度差165

4.4.3 总传热系数170

4.4.4 壁温的计算174

4.4.5 换热器的操作型计算176

4.4.6 换热器的设计型计算179

4.4.7 传热单元数法180

4.5 热辐射183

4.5.1 基本概念183

4.5.2 物体的辐射能力与斯蒂芬-玻尔兹曼定律184

4.5.3 克希霍夫定律185

4.5.4 两固体间的辐射传热185

4.5.5 对流和辐射的联合传热188

4.6 换热器189

4.6.1 换热器的分类189

4.6.2 间壁式换热器190

4.6.3 载热体及其选择197

4.6.4 强化传热的途径198

4.6.5 列管式换热器的设计与选用199

习题206

本章主要符号说明209

第5章 蒸馏210

5.1 概述210

5.1.1 蒸馏过程的分类210

5.1.2 蒸馏操作的特点211

5.2 溶液的气液相平衡211

5.2.1 相律211

5.2.2 双组分理想物系的气液相平衡212

5.2.3 双组分非理想物系的气液相平衡215

5.3 蒸馏与精馏原理216

5.3.1 简单蒸馏和平衡蒸馏216

5.3.2 精馏原理217

5.3.3 精馏流程218

5.4 双组分连续精馏塔的计算219

5.4.1 理论板的概念及恒摩尔流假定220

5.4.2 物料衡算和操作线方程221

5.4.3 进料热状态的影响及q线方程224

5.4.4 理论板数的计算226

5.4.5 回流比的影响与选择231

5.4.6 简捷法求理论板数235

5.4.7 双组分精馏过程的几种特殊情况236

5.4.8 精馏操作分析238

5.5 间歇精馏239

5.5.1 恒定回流比的间歇精馏240

5.5.2 馏出液组成恒定的间歇精馏240

5.6 恒沸精馏和萃取精馏241

5.6.1 恒沸精馏241

5.6.2 萃取精馏242

5.7 板式塔简介243

5.7.1 塔板结构243

5.7.2 塔板的类型及性能评价245

5.7.3 板式塔的流体力学性能与操作特性247

5.7.4 塔板效率250

5.7.5 塔高及塔径的确定251

习题254

本章主要符号说明255

第6章 气体吸收256

6.1 概述256

6.1.1 吸收操作的概念和目的256

6.1.2 吸收操作必须解决的问题257

6.1.3 吸收操作的分类258

6.2 气液相平衡259

6.2.1 气体的溶解度259

6.2.2 亨利定律261

6.2.3 相平衡关系在吸收过程中的应用264

6.3 传质机理与吸收速率方程265

6.3.1 分子扩散与费克定律266

6.3.2 稳态分子扩散266

6.3.3 单相内对流传质269

6.3.4 两相间的传质271

6.4 填料吸收塔的计算274

6.4.1 物料衡算与操作线方程275

6.4.2 溶剂用量与最小液气比276

6.4.3 填料层高度的计算278

6.5 填料塔简介285

6.5.1 填料塔的结构与特点286

6.5.2 填料的种类与特性286

6.5.3 填料塔的流体力学性能289

6.5.4 填料塔设计291

6.5.5 填料塔的内件292

6.6 解吸294

6.6.1 解吸方法294

6.6.2 气提解吸的计算295

习题297

本章主要符号说明299

第7章 干燥300

7.1 概述300

7.1.1 固体去湿方法300

7.1.2 干燥过程的分类300

7.2 湿空气的性质及干燥机理302

7.2.1 湿空气的性质302

7.2.2 湿空气的焓-湿图309

7.2.3 湿空气状态的变化过程313

7.2.4 水分在气-固两相间的平衡314

7.2.5 固体物料的干燥机理315

7.3 对流干燥及典型设备316

7.3.1 对流干燥过程的传热与传质316

7.3.2 对流干燥流程与经济性316

7.3.3 厢式干燥器317

7.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算318

7.4.1 湿物料的性质318

7.4.2 干燥系统的物料衡算319

7.4.3 干燥系统的热量衡算320

7.4.4 空气通过干燥器时的状态变化323

7.5 干燥速率及干燥时间326

7.5.1 恒定干燥条件下的干燥速率327

7.5.2 恒定干燥条件下的干燥时间329

7.5.3 连续干燥过程的一般特性331

7.6 干燥器332

7.6.1 干燥器的基本要求332

7.6.2 典型干燥器介绍333

7.6.3 干燥器的设计338

7.6.4 干燥器的选型345

习题347

本章主要符号说明349

第8章 其他分离过程350

8.1 萃取350

8.1.1 概述350

8.1.2 液液萃取设备351

8.1.3 萃取设备的选择356

8.2 结晶356

8.2.1 概述356

8.2.2 溶液结晶过程357

8.2.3 溶液结晶过程设备358

8.3 蒸发360

8.3.1 概述360

8.3.2 蒸发设备的分类361

8.4 膜分离364

8.4.1 膜分离过程简介365

8.4.2 膜分离过程的主要传递机理367

8.4.3 分离膜368

习题369

习题参考答案370

模拟试题374

附录380

附录1 常用物理量SI单位和因次380

附录2 SI制与其他单位制的换算关系380

附录3 某些液体的重要物理性质381

附录4 某些气体的重要物理性质382

附录5 水的物理性质383

附录6 干空气的物理性质383

附录7 饱和水蒸气表384

附录8 有机液体相对密度共线图385

附录9 液体黏度共线图386

附录10 气体黏度共线图387

附录11 气体比热容共线图388

附录12 液体比热容共线图389

附录13 液体汽化热共线图390

附录14 某些液体的表面张力及常压下的沸点391

附录15 某些气体和蒸气的导热系数391

附录16 某些液体的导热系数392

附录17 某些固体材料的导热系数392

附录18 管子规格393

附录19 泵规格394

附录20 9-19型离心通风机规格395

附录21 管壳式热交换器系列标准397

附录22 某些二元物系气液平衡数据400

参考书目401