化學工程基礎(chǔ)（第三版）

第一章化學工業(yè)與化學工程1
第一節(jié)化學工業(yè)概述1
一、化學工業(yè)的重要性及其發(fā)展1
二、化學工業(yè)的分類及其特點1
三、化工產(chǎn)品的市場及其前景3
第二節(jié)化學工程的發(fā)展趨勢3
一、化學工程的興起與發(fā)展4
二、化學工程的前沿研究領(lǐng)域5
第三節(jié)化工過程與單元操作7
一、化工過程簡介7
二、化工單元操作7
三、常用基本概念8
第四節(jié)化工過程開發(fā)簡介10
一、化工過程開發(fā)的基本要求10
二、化學實驗與化工生產(chǎn)過程的聯(lián)系與區(qū)別10
三、化工過程開發(fā)步驟11
四、化工過程開發(fā)最優(yōu)化概念13
第五節(jié)化工數(shù)據(jù)14
一、化工數(shù)據(jù)的分類14
二、單位與單位制15
三、單位換算15
第二章流體流動過程16
第一節(jié)概述16
第二節(jié)流體靜力學基本方程式16
一、流體的熱力學屬性16
二、流體靜力學基本方程式18
三、流體靜力學基本方程式的討論19
四、流體靜力學基本方程式的應用19
第三節(jié)流體流動的基本方程式21
一、流體的流動屬性21
二、流體的運動狀態(tài)22
三、連續(xù)性方程式22
四、伯努利方程式23
第四節(jié)管內(nèi)流體流動現(xiàn)象27
一、牛頓黏性定律與流體的黏度27
二、流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)28
第五節(jié)管內(nèi)流體流動的阻力31
一、流體在直管中的流動阻力31
二、流體在非圓形管內(nèi)的流動阻力33
三、局部阻力34
第六節(jié)管路計算35
一、簡單管路35
二、復雜管路37
第七節(jié)流量的測量40
一、變壓頭流量計41
二、變截面流量計43
第八節(jié)流體輸送機械44
一、離心泵44
二、其他類型的化工用泵52
三、泵的選擇54
四、氣體輸送機械55
小結(jié)61
習題61
第三章沉降與過濾65
第一節(jié)概述65
第二節(jié)沉降65
一、重力沉降66
二、重力沉降設(shè)備68
三、離心沉降及設(shè)備71
第三節(jié)過濾73
一、過濾的基本概念74
二、過濾基本方程式76
三、恒壓過濾與恒速過濾78
四、過濾常數(shù)的測定80
五、過濾設(shè)備82
小結(jié)85
習題85
第四章傳熱86
第一節(jié)概述86
一、熱量傳遞的三種基本方式86
二、傳熱過程在化工生產(chǎn)中的應用87
三、傳熱學與熱力學的關(guān)系87
第二節(jié)熱傳導87
一、熱傳導方程88
二、傳導傳熱計算89
第三節(jié)對流傳熱94
一、對流傳熱分析94
二、壁面和流體間的對流傳熱速率94
三、管內(nèi)湍流流動的傳熱膜系數(shù)96
四、管外湍流流動的傳熱膜系數(shù)99
五、大空間內(nèi)自然對流的傳熱膜系數(shù)99
第四節(jié)輻射傳熱100
一、基本概念100
二、斯忒藩-玻耳茲曼定律101
三、克希霍夫定律102
四、兩固體間的相互輻射102
五、設(shè)備熱損失的計算104
第五節(jié)傳熱計算104
一、換熱器的熱負荷計算105
二、傳熱平均溫度差的計算106
三、總傳熱系數(shù)113
第六節(jié)熱交換器118
一、間壁式換熱器的類型118
二、板式換熱器119
三、換熱器發(fā)展概況121
第七節(jié)傳熱過程的強化123
一、換熱器熱交換過程的強化123
二、強化技術(shù)及能耗研究124
第八節(jié)管殼式換熱器的設(shè)計與選用125
一、確定設(shè)計方案的基本原則125
二、設(shè)計內(nèi)容125
三、管殼式換熱器的選用125
小結(jié)126
習題126
第五章蒸發(fā)129
第一節(jié)概述129
一、蒸發(fā)操作及特點129
二、蒸發(fā)操作的經(jīng)濟性及多效蒸發(fā)流程130
第二節(jié)蒸發(fā)過程計算132
一、蒸發(fā)過程的傳熱系數(shù)132
二、濃縮熱和溶液的焓濃圖132
三、溶液的沸點和傳熱溫度差損失132
第三節(jié)單效蒸發(fā)計算134
一、水分蒸發(fā)量135
二、加熱蒸汽消耗量135
三、蒸發(fā)器的傳熱面積136
第四節(jié)多效蒸發(fā)計算137
第五節(jié)蒸發(fā)器的類型與選擇141
一、蒸發(fā)器的類型141
二、蒸發(fā)器的性能比較與選型146
三、蒸發(fā)器的改進與研究147
小結(jié)147
習題147
第六章吸收149
第一節(jié)概述149
一、吸收在化工生產(chǎn)中的應用149
二、吸收劑的選擇149
三、吸收設(shè)備與吸收操作150
第二節(jié)吸收過程的相平衡關(guān)系150
一、氣體在液體中的溶解度150
二、亨利定律151
三、相平衡關(guān)系在吸收過程中的應用153
第三節(jié)吸收過程機理154
一、物質(zhì)在單相中的擴散155
二、雙膜理論156
第四節(jié)傳質(zhì)速率方程157
一、氣相傳質(zhì)速率方程158
二、液相傳質(zhì)速率方程158
三、總傳質(zhì)速率方程158
四、總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系159
第五節(jié)填料吸收塔計算163
一、物料衡算與操作線方程163
二、吸收劑用量的確定164
三、填料塔塔徑的計算166
四、填料層高度的計算166
第六節(jié)填料塔170
一、填料塔的構(gòu)造和填料170
二、填料塔的流體力學特性171
三、填料塔的附件174
小結(jié)177
習題177
第七章精餾180
第一節(jié)概述180
第二節(jié)雙組分溶液的氣液相平衡180
一、雙組分溶液的氣液相平衡181
二、相對揮發(fā)度183
第三節(jié)簡單蒸餾和平衡蒸餾185
一、簡單蒸餾185
二、平衡蒸餾185
第四節(jié)精餾基本原理186
第五節(jié)雙組分連續(xù)精餾塔的計算187
一、全塔物料衡算188
二、精餾段物料衡算和精餾段操作線方程189
三、提餾段物料衡算和提餾段操作線方程189
四、加料板的物料衡算與熱量衡算190
五、理論塔板數(shù)的計算194
六、塔板效率與實際塔板數(shù)202
七、塔高、塔徑及板壓降的計算203
第六節(jié)間歇精餾205
一、餾出液濃度維持恒定的操作205
二、回流比維持恒定的操作206
第七節(jié)特殊精餾206
一、恒沸精餾207
二、萃取精餾208
第八節(jié)精餾塔及其選擇208
一、有溢流裝置的板式塔208
二、無溢流裝置的板式塔211
三、新型塔板212
四、精餾裝置的選擇214
小結(jié)214
習題214
第八章萃取217
第一節(jié)概述217
一、液-液萃取簡介217
二、萃取過程的適用性與經(jīng)濟性218
三、萃取技術(shù)在工業(yè)上的應用218
四、萃取劑的選擇與發(fā)展219
五、萃取基本流程219
第二節(jié)三元體系的液-液平衡關(guān)系220
一、三角形坐標220
二、杠桿規(guī)則221
三、三角形相圖222
第三節(jié)萃取過程的計算225
一、單級萃取的計算225
二、多級錯流萃取的計算226
三、多級逆流萃取的計算228
第四節(jié)液-液萃取設(shè)備及其選擇232
一、混合-澄清萃取器232
二、離心式萃取設(shè)備233
三、塔式萃取設(shè)備233
四、液-液萃取設(shè)備的選擇236
小結(jié)237
習題237
第九章新型分離技術(shù)239
第一節(jié)膜分離技術(shù)239
一、膜分離技術(shù)的發(fā)展239
二、膜及膜分離技術(shù)的定義和分類240
三、膜過濾的基本概念241
四、膜過濾的基本理論242
五、膜組件的結(jié)構(gòu)及其特點243
六、超濾和反滲透的應用245
第二節(jié)超臨界流體萃取245
一、超臨界流體的性質(zhì)246
二、超臨界流體萃取過程247
三、國產(chǎn)超臨界二氧化碳萃取裝置生產(chǎn)工藝248
四、超臨界流體萃取的應用249
第十章干燥251
第一節(jié)概述251
一、干燥過程的目的和應用251
二、干燥過程的分類251
三、對流干燥的特點及流程252
第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)和濕度圖253
一、濕空氣的性質(zhì)253
二、空氣的濕度圖258
三、濕度圖的用法259
第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算260
一、物料衡算260
二、熱量衡算262
三、干燥器出口空氣狀態(tài)的確定263
四、干燥器的熱效率和干燥效率264
第四節(jié)干燥速率和干燥時間265
一、物料與水分的結(jié)合狀態(tài)265
二、干燥速率及其影響因素266
三、恒定干燥條件下的干燥時間計算268
第五節(jié)干燥器及其選擇270
一、對干燥器的要求270
二、干燥器的分類271
三、工業(yè)常用的對流干燥器271
四、干燥器的選型274
小結(jié)275
習題275
第十一章化學反應工程學——反應器基本原理277
第一節(jié)概述277
一、化學反應工程學的基本任務和研究方法277
二、化學反應過程和化學反應器的分類278
三、理想均相反應器284
第二節(jié)物料在反應器內(nèi)的流動模型286
一、理想流動模型286
二、非理想流動模型288
第三節(jié)理想均相反應器計算288
一、基本原理288
二、間歇反應器289
三、活塞流反應器291
四、全混流反應器296
五、多級全混流反應器298
第四節(jié)反應器型式和操作方法的評比與選擇301
一、反應器生產(chǎn)能力的比較301
二、反應產(chǎn)物收率的比較303
第五節(jié)非理想流動305
一、實際反應器對理想類型的偏離305
二、停留時間分布的表示方法306
三、停留時間分布的實驗測定306
四、停留時間分布的數(shù)字特征308
五、理想反應器中的停留時間分布309
六、非理想反應器中的停留時間分布311
七、停留時間分布曲線的應用314
第六節(jié)氣-固相催化反應器317
一、氣-固催化反應過程318
二、氣-固催化反應動力學318
三、固定床催化反應器簡介320
四、流化床反應器簡介322
小結(jié)324
習題324
附錄327
一、物理量的單位、量綱與換算327
二、水的重要物理性質(zhì)328
三、水在不同溫度下的黏度（0～100℃）329
四、飽和水蒸氣性質(zhì)（以溫度為準）330
五、飽和水蒸氣的性質(zhì)（以壓強為準）331
六、管子規(guī)格332
七、泵規(guī)格333
八、物質(zhì)的熱導率335
九、列管式換熱器總傳熱系數(shù)K的范圍336
十、某些氣體溶于水時的亨利系數(shù)337
十一、物質(zhì)的擴散系數(shù)338
十二、某些二元物系氣液平衡組成338
十三、干空氣的物理性質(zhì)(p=101.325kPa)339
參考文獻340