普通高等学校化工类专业系列教材,普通高等教育“十一五”…规划教材,科学出版社“十四五”普通高等教育本科规划教材

《化工原理（上册）第四版》

本书由浙江大学、西安交通大学等8所院校的有关教师共同编写，作为浙江大学等院校的专业基础课教材。本书是在《化工原理》(第三版上、下册，科学出版社，2017年)教学实践的基础上修订再版的。本书重视基本概念，阐述力求严谨，且选配了一些典型的工程案例，以强化相关的实际应用与工程观念的培养。在内容上重点论述化学工程中单元操作的基本原理，并简明扼要地介绍了相关的传递过程基础。本书分上、下两册出版，上册包括绪论、流体力学基础、流体输送机械、机械分离与固体流态化、搅拌、热量传递基础、传热过程计算与换热器、蒸发8章；下册包括质量传递基础、气体吸收、蒸馏、气液传质设备、萃取、干燥、吸附与膜分离7章。部分章补充了自测练习题，供巩固练习。

《化工原理（下册）第四版》

本书由浙江大学、西安交通大学等8所院校的有关教师共同编写，作为浙江大学等院校的专业基础课教材。本书是在《化工原理》（第三版上、下册，科学出版社，2017年）教学实践的基础上修订再版的。本书重视基本概念，阐述力求严谨，且选配了一些典型的工程案例，以强化相关的实际应用与工程观念的培养。在内容上重点论述化学工程中单元操作的基本原理，并简明扼要地介绍了相关的传递过程基础。本书分上、下两册出版，上册包括绪论、流体力学基础、流体输送机械、机械分离与固体流态化、搅拌、热量传递基础、传热过程计算与换热器、蒸发8章；下册包括质量传递基础、气体吸收、蒸馏、气液传质设备、萃取、干燥、吸附与膜分离7章。部分章补充了自测练习题，供巩固练习。

目录：  

上册 目录
总序
第四版前言
第三版前言
第二版前言
第一版前言
绪论 1
参考文献 4
第1章 流体力学基础 5
1.1 概述 6
1.2 流体静力学及其应用 7
1.2.1 静止流体所受的力 7
1.2.2 流体静力学基本方程 8
1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用 9
1.3 流体流动的基本方程 12
1.3.1 基本概念 12
1.3.2 质量衡算方程——连续性方程 18
1.3.3 运动方程 21
1.3.4 总能量衡算和机械能衡算方程 28
1.4 管路计算 45
1.4.1 简单管路 46
1.4.2 复杂管路 49
1.4.3 管网简介 53
1.4.4 可压缩流体的管路计算 53
1.5 边界层及边界层方程 56
1.5.1 普朗特边界层理论 56
1.5.2 边界层方程及其应用简介 58
1.5.3 边界层分离 61
1.6 湍流 61
1.6.1 湍流的发生与发展 61
1.6.2 湍流特点及其研究方法 62
1.6.3 湍流应力 63
1.7 流速、流量测量 64
1.7.1 变压头流量计 64
1.7.2 变截面流量计 67
本章主要符号说明 70
参考文献 71
习题 71
案例 西气东输工程——管道减阻技术 56
自测练习题 76
第2章 流体输送机械 77
2.1 概述 78
2.2 离心泵 78
2.2.1 离心泵的构造和工作原理 78
2.2.2 离心泵主要构件的结构及功能 79
2.2.3 离心泵的主要性能参数 81
2.2.4 离心泵的特性…线及其影响因素 86
2.2.5 离心泵的安装高度及气蚀余量 88
2.2.6 离心泵的工作点与流量调节 90
2.2.7 离心泵的类型、选用、安装与运转 94
2.2.8 离心泵的操作型问题定性分析及计算 97
2.3 其他类型泵 99
2.3.1 其他速度式泵 99
2.3.2 容积式泵 100
2.3.3 其他形式泵 105
2.3.4 各类泵的适用范围 106
2.4 气体压送机械 106
2.4.1 风机 107
2.4.2 压缩机 110
2.4.3 真空泵 113
本章主要符号说明 114
参考文献 115
习题 115
案例 西气东输工程——离心式压缩机 113
自测练习题 117
第3章 机械分离与固体流态化 118
3.1 概述 119
3.2 颗粒及颗粒群的特性 119
3.2.1 单一颗粒的特性 119
3.2.2 颗粒群的特性 120
3.2.3 筛分 122
3.3 沉降 122
3.3.1 重力沉降原理 122
3.3.2 重力沉降设备 125
3.3.3 离心沉降原理 127
3.3.4 离心沉降设备 128
3.4 过滤 131
3.4.1 概述 131
3.4.2 过滤基本方程 133
3.4.3 过滤常数的测定 137
3.4.4 滤饼洗涤 138
3.4.5 过滤设备及过滤计算 138
3.5 离心分离 145
3.6 固体流态化 147
3.6.1 基本概念 147
3.6.2 流化床的主要特性 149
3.6.3 流化床的操作气速范围 150
本章主要符号说明 150
参考文献 151
习题 151
案例 某化工厂失活废活性炭再生过程中的含尘气体处理 131
案例 某食品饮料有限公司废水处理项目——板框压滤机在其中的应用 140
自测练习题 152
第4章 搅拌 153
4.1 概述 154
4.2 机械搅拌设备 154
4.2.1 搅拌设备的基本构成 154
4.2.2 搅拌叶轮 156
4.3 搅拌容器内的流体力学特性 157
4.3.1 总体流动状况 157
4.3.2 流动状况的变化 158
4.3.3 搅拌雷诺数 158
4.3.4 互溶液体搅拌过程的流体力学特性 159
4.3.5 固-液悬浮搅拌过程的流体力学特性 160
4.3.6 液-液及气-液分散搅拌过程的流体力学特性 161
4.4 搅拌功率的计算 164
4.4.1 搅拌功率的分配 164
4.4.2 功率…线 165
4.5 搅拌设计与放大 166
本章主要符号说明 167
参考文献 167
习题 168
案例 搅拌与化学品的生物制造 166
第5章 热量传递基础 169
5.1 概述 171
5.1.1 热量传递的方式与机理 171
5.1.2 热量传递过程的概念及定义 172
5.2 热传导 173
5.2.1 热传导的基本定律 173
5.2.2 导热系数 173
5.2.3 热传导微分方程 174
5.2.4 稳态热传导 177
5.2.5 非稳态热传导 182
5.3 对流传热 185
5.3.1 对流传热过程 185
5.3.2 量纲分析法在对流传热中的应用 188
5.3.3 管内强制对流传热 189
5.3.4 管外强制对流传热 194
5.3.5 冷凝传热 198
5.3.6 沸腾传热 203
5.3.7 自然对流传热 207
5.4 辐射传热 208
5.4.1 基本概念 208
5.4.2 辐射的基本定律 210
5.4.3 固体间的辐射传热 212
5.4.4 气体的热辐射 219
5.4.5 对流与辐射的复合传热 222
5.5 微化工与微通道中的对流传热 223
5.5.1 概述 223
5.5.2 微尺度与微通道中对流传热 223
本章主要符号说明 226
参考文献 228
习题 228
案例 摆脱传统束缚，高效低阻强化传热理论的建立与应用 198
自测练习题 230
第6章 传热过程计算与换热器 231
6.1 概述 231
6.2 传热过程分析 232
6.3 传热过程的基本方程 232
6.3.1 热量衡算方程 232
6.3.2 传热速率方程 233
6.4 传热过程计算 234
6.4.1 总传热系数与壁温计算 234
6.4.2 传热过程的平均温差计算 237
6.4.3 传热效率和传热单元数计算 243
6.5 换热器计算 247
6.5.1 设计型计算 247
6.5.2 操作型计算 248
6.5.3 传热系数变化的换热器计算 251
6.6 换热器简介 252
6.6.1 换热器的分类 252
6.6.2 间壁式换热器 252
6.6.3 列管式换热器的选用与设计原则 258
6.7 换热器的传热强化与换热网络优化 261
6.7.1 换热器的传热强化概述 261
6.7.2 列管式换热器的传热强化 262
6.7.3 换热网络优化 263
本章主要符号说明 264
参考文献 265
习题 265
案例 突破技术瓶颈，高效换热器的开发与应用 263
自测练习题 267
第7章 蒸发 268
7.1 概述 269
7.2 单效蒸发及其计算 270
7.2.1 单效蒸发过程 270
7.2.2 蒸发水量的计算 271
7.2.3 蒸发器热负荷的确定 271
7.2.4 传热面积的计算 272
7.3 多效蒸发及其计算 275
7.3.1 多效蒸发的流程 275
7.3.2 多效蒸发的优缺点及效数的限制 277
7.3.3 多效蒸发计算 279
7.4 蒸发器及辅助设备 285
7.4.1 蒸发器的结构及特点 285
7.4.2 除沫器、冷凝器和真空装置 290
7.4.3 蒸发器的选型 291
7.5 提高蒸发经济性的改进措施 291
本章主要符号说明 293
参考文献 294
习题 294
案例 蒸发过程节能减碳，系统优化势在必行 285
自测练习题 295
附录 296
一、单位换算表 296
二、空气的重要物性 299
三、水的重要物性 300
四、饱和水蒸气的物性 303
五、某些气体的重要物性 307
六、某些液体及溶液的物性 312
七、常用流速的范围(SH/T3035—2018) 322
八、中国石化钢管壁厚系列(SH/T3405—2017) 325
九、IS型单级单吸离心泵和离心通风机系列 326
十、某些固体材料的物理性质 330
十一、列管式换热器规格(摘自JB/T4714/4715—1992) 331
十二、壁面污垢热阻(污垢系数) 335
索引 336

下册 目录
总序
第四版前言
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第8章 质量传递基础 1
8.1 相组成的表示法 2
8.2 扩散理论 4
8.2.1 菲克定律 4
8.2.2 一维稳定分子扩散 6
8.3 扩散系数 10
8.3.1 气体的扩散系数 10
8.3.2 液体的扩散系数 13
8.4 对流传质及传质理论简介 14
8.4.1 膜模型 15
8.4.2 溶质渗透模型和表面更新模型 16
8.5 传质设备简介 18
8.5.1 填料塔 19
8.5.2 板式塔 20
8.5.3 旋转填充床 21
本章主要符号说明 21
参考文献 22
习题 22
案例 新型传质设备——旋流板塔 21
自测练习题 23
第9章 气体吸收 24
9.1 概述 25
9.1.1 气体吸收在工业生产中的应用 25
9.1.2 吸收流程和吸收剂的选择 26
9.1.3 吸收的分类 26
9.2 吸收相平衡 27
viii 化工原理(下册)
9.2.1 气-液相平衡关系 27
9.2.2 亨利定律 28
9.3 传质速率方程 30
9.3.1 双膜模型 30
9.3.2 相际传质速率方程 31
9.4 吸收(或解吸)塔计算 34
9.4.1 物料衡算和操作线方程 34
9.4.2 吸收剂用量的确定 36
9.4.3 低浓度气体吸收时的填料层高度 37
9.4.4 填料塔的设计型计算和操作型分析 43
9.4.5 高浓度气体吸收时填料层高度的计算 47
9.4.6 塔板数 50
9.4.7 解吸 53
9.5 其他类型吸收 55
9.5.1 多组分吸收 55
9.5.2 化学吸收 56
9.5.3 非等温吸收 57
本章主要符号说明 57
参考文献 59
习题 59
案例 一个失败工程案例的启示——吸收塔的设计与操作调节 47
案例 化学吸收法脱除CO2 与碳中和 57
自测练习题 62
第10章 蒸馏 63
10.1 概述 64
10.2 蒸馏过程的热力学基础 65
10.2.1 理想物系的气-液相平衡 65
10.2.2 蒸气压和挥发度 66
10.2.3 非理想物系的气-液相平衡及恒沸现象 68
10.3 蒸馏方式 70
10.3.1 简单蒸馏 70
10.3.2 平衡蒸馏 71
10.3.3 精馏 72
10.4 二元连续精馏的分析和计算 74
10.4.1 精馏过程的简化 74
10.4.2 全塔物料衡算及操作线方程 75
10.4.3 进料状态及进料线方程 78
10.4.4 精馏塔的设计型计算 81
10.4.5 精馏塔的热量衡算及节能 92
10.4.6 二元连续精馏的其他流程 95
10.5 非稳态精馏过程 101
10.5.1 间歇精馏 101
10.5.2 反向间歇精馏 105
10.5.3 连续精馏操作中的动态变化 105
10.5.4 精馏过程的控制 109
10.6 多组分精馏 110
10.6.1 多组分精馏的特点 110
10.6.2 多组分物系的气-液相平衡 111
10.6.3 多组分精馏的简捷计算 112
10.6.4 多组分精馏的严格计算模型 117
10.7 其他蒸馏方式 118
10.7.1 水蒸气蒸馏 118
10.7.2 恒沸精馏和萃取精馏 119
10.7.3 反应精馏 122
本章主要符号说明 124
参考文献 126
习题 126
案例 乙腈提纯的绿色节能精馏工艺 95
自测练习题 129
第11章 气液传质设备 130
11.1 填料塔 132
11.1.1 填料塔与填料 132
11.1.2 填料塔的流体力学性能与传质性能 136
11.1.3 填料塔的附属结构 143
11.2 板式塔 145
11.2.1 板式塔的塔型简介 145
11.2.2 板式塔的操作原理 148
11.2.3 板式塔塔径的估算 151
11.2.4 塔板溢流型式 152
11.2.5 塔板的共同结构 153
11.2.6 筛板塔的结构设计 156
11.2.7 筛板塔上流体力学计算 157
11.2.8 浮阀塔的设计 160
11.2.9 新型塔设备简介 167
11.3 塔设备的比较和选用 169
11.3.1 板式塔的比较 169
11.3.2 填料塔和板式塔的对比与选用 169
本章主要符号说明 170
参考文献 172
习题 172
案例 气液传质设备为新能源材料发展提供有力支撑 132
案例 气液传质设备为大芳烃装置保驾护航 169
第12章 萃取 173
12.1 萃取概述 174
12.2 液-液相平衡 176
12.3 选择性系数及萃取剂的选择 179
12.4 液-液萃取计算 180
12.4.1 单级萃取 180
12.4.2 多级错流萃取 183
12.4.3 多级逆流萃取 187
12.4.4 连续接触逆流萃取 191
12.4.5 回流萃取 194
12.5 液-液萃取设备 195
12.5.1 混合-澄清器 195
12.5.2 塔式萃取设备 195
12.5.3 离心式萃取设备 197
12.6 其他萃取简介 198
本章主要符号说明 199
参考文献 200
习题 201
案例 铀的萃取纯化 197
案例 屠呦呦与青蒿素 198
自测练习题 202
第13章 干燥 203
13.1 概述 204
13.2 湿空气的性质及温-湿图 205
13.2.1 湿空气的性质 205
13.2.2 湿空气的温-湿图及应用 213
13.3 湿物料的性质 216
13.3.1 湿物料含水量的表示方法 217
13.3.2 湿物料的分类 217
13.3.3 物料与水分的结合状态 218
13.4 干燥动力学及干燥时间 219
13.4.1 干燥动力学实验 220
13.4.2 恒定干燥条件下的干燥时间计算 222
13.5 连续干燥过程的物料衡算和热量衡算 226
13.5.1 物料衡算 226
13.5.2 热量衡算 227
13.5.3 空气在干燥过程中的状态变化 230
13.5.4 干燥系统的热效率和节能 233
13.6 干燥介质状态变化时的干燥时间计算 235
13.7 干燥器简介 238
13.7.1 干燥器的分类和选择 238
13.7.2 常用的干燥器 239
本章主要符号说明 246
参考文献 248
习题 248
案例 微纳米含能材料干燥技术 238
自测练习题 251
第14章 吸附与膜分离 252
14.1 吸附 252
14.1.1 概述 252
14.1.2 吸附平衡 253
14.1.3 吸附设备及计算 255
14.2 膜分离 263
14.2.1 微滤与超滤 265
14.2.2 反渗透与纳滤 266
14.2.3 渗透气化 269
14.2.4 气体分离 270
14.2.5 电渗析 271
14.2.6 膜组件特性及膜污染防治 272
本章主要符号说明 273
参考文献 274
习题 275
案例 节能减排，循环用水——纳滤 269
案例 吸附在核能健康可持续发展中的应用 273
自测练习题 275
索引 276