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0 绪论1

0.1 化工生产过程与单元操作1

0.1.1 化工生产过程1

0.1.2 化工生产过程的特点2

0.2 化工过程科学的产生与发展2

0.2.1 化工过程的历史使命2

0.2.2 单元操作3

0.2.3 学习任务3

0.3 “化工原理”研究方法4

0.4 理论分析的三大法规4

0.4.1 质量守恒定律及物料衡算4

0.4.2 能量守恒定律及能量衡算6

0.4.3 平衡关系与过程速率6

0.5 单位及单位换算7

0.5.1 目的与意义7

0.5.2 各种单位制的异同点7

1 流体力学与应用9

1.1 概述9

1.1.1 流体的连续性与特征9

1.1.2 作用在流体上的力9

1.1.3 非牛顿型流体11

1.2 流体静力学12

1.2.1 流体密度12

1.2.2 压强及其表示方法13

1.2.3 流体静力学基本方程14

1.2.4 流体静力学基本方程在工程的中应用15

1.3 流体流动现象19

1.3.1 流动过程与基本概念19

1.3.2 流动型态21

1.3.3 圆管内稳定流动过程数学分析224

1.3.4 边界层简介26

1.4 质量、能量和动量衡算27

1.4.1 连续性方程28

1.4.2 纳维尔-斯托克斯(Navier-Stokes)方程29

1.4.3 机械能衡算31

1.5 管内流动阻力与能量损失37

1.5.1 流体阻力与范宁公式37

1.5.2 层流时的阻力损失计算39

1.5.3 量纲分析方法39

1.5.4 湍流时摩擦损失的计算41

1.5.5 局部阻力损失45

1.6 流体流动和静力学方程的应用49

1.6.1 简单管路计算49

1.6.2 复杂管路51

1.6.3 可压缩流体管路计算56

1.6.4 流量测量57

习题164

思考题68

2 流体输送机械70

2.1 液体输送机械70

2.1.1 离心泵70

2.1.2 离心泵的主要性能参数75

2.1.3 离心泵特性曲线76

2.1.4 离心泵的工作点和流量调节81

2.1.5 离心泵安装高度85

2.1.6 离心泵的型号与选用88

2.2 其他类型的泵91

2.2.1 往复泵91

2.2.2 计量泵92

2.2.3 旋转泵93

2.3 气体输送机械94

2.3.1 离心式风机95

2.3.2 旋转鼓风机98

2.3.3 往复式压缩机98

2.3.4 真空泵100

习题2101

思考题103

3 非均相机械分离105

3.1 颗粒与颗粒群特性105

3.1.1 颗粒与颗粒群的特点105

3.2 颗粒的沉降109

3.2.1 颗粒在流体中的沉降过程109

3.2.2 重力沉降设备113

3.2.3 离心沉降与设备115

3.3 过滤119

3.3.1 概述119

3.3.2 过滤设备120

3.3.3 过滤基本方程式123

3.3.4 过滤生产能力及滤饼洗涤129

习题3132

思考题133

4 传热及换热设备135

4.1 概述135

4.1.1 传热的基本方式及其机理135

4.1.2 冷、热流体热量传递方式及换热设备136

4.2 能量方程137

4.2.1 能量方程的推导138

4.2.2 能量方程的特定形式141

4.2.3 柱坐标系和球坐标系中的能量方程142

4.3 热传导143

4.3.1 热传导基本概念和傅立叶定律143

4.3.2 傅立叶(Fourier)定律144

4.3.3 导热系数144

4.3.4 平壁的稳态热传导145

4.3.5 圆筒壁一维稳态热传导147

4.3.6 有内热源的一维稳态热传导150

4.4 对流传热150

4.4.1 对流传热及其类型150

4.4.2 对流传热速率与对流表面传热系数153

4.4.3 对流表面传热系数的影响因素153

4.4.4 与传热有关的准数及准数关联式的确定方法155

4.5 流体无相变时的对流表面传热系数158

4.5.1 流体在管内作强制对流158

4.5.2 流体在管外强制对流传热162

4.6 有相变流体的对流传热165

4.6.1 蒸气冷凝传热165

4.6.2 沸腾传热169

4.7 辐射传热173

4.7.1 基本概念和定律173

4.7.2 两固体间的辐射传热177

4.7.3 对流和辐射的联合传热179

4.8 总热流量和传热过程计算180

4.8.1 热流量方程181

4.8.2 热量衡算181

4.8.3 总传热系数182

4.8.4 换热器的平均温度差185

4.8.5 传热效率法191

4.9 换热器194

4.9.1 换热器的类型194

4.9.2 强化传热技术及新型的传热设备201

4.9.3 列管式换热器设计时应考虑的问题203

习题4209

思考题214

5 蒸发215

5.1 蒸发设备215

5.1.1 短管蒸发器215

5.1.2 外加热式和强制循环式蒸发器216

5.1.3 膜式蒸发器217

5.2 溶液沸点校正218

5.2.1 溶质引起的沸点改变218

5.2.2 液柱静压头引起的沸点变化219

5.2.3 摩擦阻力引起的温度变化220

5.3 单效蒸发220

5.3.1 物料衡算221

5.3.2 热量衡算221

5.3.3 蒸发器传热面积222

5.4 多效蒸发223

5.4.1 多效蒸发的流程223

5.4.2 多效蒸发的计算225

5.4.3 蒸发传热面积227

5.4.4 多效蒸发的综合分析234

习题5237

思考题238

附录一 化工常用法定计量单位与常用单位的换算239

附录二 水的物理性质242

附录三 饱和水蒸气表243

附录四 干空气的物理性质247

附录五 液体水溶液的物理性质248

附录六 气体的重要物理性质265

附录七 固体性质271

附录八 管子规格273

附录九 泵与风机276

附录十 换热器281

参考文献287