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1 流体的流动与输送1

1.1 概述1

1.2 流体静力学方程1

1.2.1 流体的性质1

1.2.2 流体的压强3

1.2.3 流体静力学基本方程4

1.2.4 流体静力学方程的应用6

1.3 流体流动的基本方程7

1.3.1 流量与流速8

1.3.2 粘度10

1.3.3 流体流动的类型及其判断11

1.3.4 流动边界层13

1.3.5 流体稳定流动时的连续性方程15

1.3.6 流体流动过程的能量守恒和转化(柏努利方程式)16

1.4 流速与流量的测量22

1.4.1 测速管22

1.4.2 孔板流量计23

1.4.3 转子流量计24

1.5 流体流动时的阻力27

1.5.1 管路的沿程阻力27

1.5.2 非圆形管内的流体阻力35

1.5.3 局部阻力36

1.5.4 乌氏粘度计测粘度的原理40

1.6.1 管路计算的类型和基本方法42

1.6 管路计算42

1.6.2 简单管路的计算43

1.6.3 复杂管路的计算45

1.7 两相流动46

1.7.1 球形颗粒在流体中运动时的阻力46

1.7.2 曳力系数与雷诺数的关系47

1.7.3 重力沉降48

1.7.4 固体流态化50

1.8 流体输送设备58

1.8.1 离心泵59

1.8.2 离心压缩机68

1.8.3 往复压缩机和往复泵69

1.8.4 其它常用流体输送设备76

习题78

本章符号说明84

2 传热过程和传热设备87

2.1 概述87

2.1.1 化工生产中的传热87

2.1.2 热传递的基本方式88

2.1.3 热量衡算88

2.2 热传导89

2.2.1 基本概念与傅里叶定律89

2.2.2 热导率90

2.2.3 通过平壁的稳定热传导93

2.2.4 通过圆筒壁的稳定热传导96

2.3 对流传热99

2.3.1 基本概念与牛顿冷却定律99

2.3.2 用因次分析法求无相变时流体的给热系数α102

2.3.3 管内强制对流时的给热系数103

2.3.4 大空间自然对流传热106

2.3.5 保温层的临界直径107

2.4 辐射传热108

2.4.1 基本概念与定律108

2.4.2 物体间的辐射传热110

2.5.1 热交换器的传热机理和传热基本方程式113

2.5 热交换过程的传热计算113

2.5.2 总传热系数115

2.5.3 传热的平均温度差117

2.5.4 传热面积的计算120

2.5.5 热交换设备122

2.5.6 热交换过程的强化途径127

习题129

本章符号说明133

3 精馏135

3.1 概述135

3.2 双组分溶液的气液相平衡135

3.2.2 气相为理想气体、液相为理想溶液时的气液平衡136

3.2.1 气液平衡时的自由度136

3.2.3 液相为非理想溶液时的气液相平衡简介142

3.3 平衡蒸馏和简单蒸馏143

3.3.1 平衡蒸馏(闪蒸)143

3.3.2 简单蒸馏146

3.4 双组分连续精馏的分析和计算149

3.4.1 精馏原理149

3.4.2 精馏过程的物料衡算152

3.4.3 精馏操作线方程154

3.4.4 理论塔板和理论塔板数160

3.4.5 回流比的影响和选择165

3.4.6 理论塔板数的简捷算法169

3.4.7 实际塔板数与塔板效率171

3.4.8 连续精馏装置的热量衡算173

3.5 间歇精馏175

3.5.1 回流比恒定的间歇精馏176

3.5.2 馏出液组成恒定的间歇精馏179

3.6 两组分精馏的操作型计算与操作180

3.6.1 两组分精馏的操作型计算180

3.6.2 连续精馏操作条件的优化183

3.7 特殊精馏187

3.7.1 恒沸精馏187

3.7.2 萃取精馏188

习题189

本章符号说明195

4 吸收198

4.1 概述198

4.2 气液相平衡199

4.2.1 气液平衡关系(溶解度曲线)199

4.2.2 亨利定律201

4.2.3 相平衡与吸收过程的关系203

4.3 传质机理和传质速率204

4.3.1 分子扩散205

4.3.2 对流扩散210

4.4 两相间的传质212

4.4.1 双膜理论212

4.4.2 吸收传质速率方程213

4.4.3 其它传质理论简介219

4.5 吸收塔的设计及计算220

4.5.1 吸收塔的物料衡算及操作线方程221

4.5.2 吸收剂的选择和用量222

4.5.3 塔径的确定225

4.5.4 吸收塔填料层高度的计算226

4.5.5 理论级数与塔高的计算234

4.5.6 吸收过程的操作型计算236

4.5.7 解吸238

4.6 多组分吸收与化学吸收241

4.6.1 多组分吸收241

4.6.2 化学吸收242

习题243

本章符号说明247

5 气液传质设备250

5.1 填料塔250

5.1.1 填料塔结构251

5.1.2 填料251

5.1.3 填料塔的附件255

5.1.4 填料塔的流体力学特性257

5.2.1 板式塔结构261

5.2.2 常用塔板类型261

5.2 板式塔261

5.1.5 填料塔的传质与塔高的计算261

5.2.3 板式塔主要工艺尺寸的计算265

习题274

本章符号说明275

6 化学反应工程学277

6.1 概述277

6.1.1 化学反应器的作用277

6.1.2 化学反应工程学的研究对象与方法277

6.2 基本反应器278

6.2.1 化学反应器的类型278

6.2.2 几种典型的基本反应器279

6.3.3 轴向返混模型282

6.3.2 平推流模型282

6.3.1 全混流模型282

6.3 物料在反应器内的流动模型282

6.3.4 多釜串联流动模型283

6.4 均相反应器的计算283

6.4.1 间歇釜式反应器284

6.4.2 连续操作的管式反应器287

6.4.3 连续操作的搅拌釜290

6.4.4 多釜串联反应器291

6.5 理想均相反应器的优化选择295

6.5.1 以生产强度为优化目标选择反应器296

6.5.2 以产率和选择性为优化目标选择反应器298

6.6.1 物料返混和停留时间分布302

6.6 物料停留时间分布和流动模型302

6.6.2 停留时间分布的测定方法308

6.6.3 理想反应器的停留时间分布312

6.6.4 停留时间分布在非理想流动均相反应器中的应用和计算317

6.7 非理想流动反应器内的流动模型——扩散模型321

6.7.1 扩散模型321

6.7.2 扩散模型参数的确定323

6.8 气固相催化反应器325

6.8.1 固定床催化反应器326

6.8.2 流化床催化反应器339

习题344

本章符号说明347

参考文献349

附录350

附录1 化工常用法定计量单位350

附录2 常用单位的换算350

附录3 某些气体的重要物理性质353

附录4 某些液体的重要物理性质354

附录5 干空气的物理性质357

附录6 水的物理性质358

附录7 饱和水蒸气表(按温度排列)359

附录8 饱和水蒸气表(按压强排列)360

附录9 一些有机物的蒸气压362

附录10 常用固体材料的密度和比热容363

附录11 某些固体材料的导热系数364

附录12 某些液体的导热系数365

附录13 某些气体和蒸气的导热系数366

附录14 管内流体常用流速范围367

附录15 列管换热器的传热系数的参考值368

附录16 壁面污垢的热阻369

附录17 管子规格370

附录18 泵规格372

附录19 4-72-11型离心通风机规格378

附录20 管壁的绝对粗糙度378

附录21 泰勒标准筛的规格379