化工單元操作（第三版）

0緒論1
0.1化工讓生活更美好1
0.2化工生產(chǎn)過程2
0.3化工單元操作2
0.4本課程的研究對(duì)象、性質(zhì)、任務(wù)與內(nèi)容3
0.5單位的正確使用3
0.5.1國際單位制3
0.5.2法定計(jì)量單位5
0.6學(xué)習(xí)建議6
思考題6

第1章流體輸送7
學(xué)習(xí)目標(biāo)7
1.1概述7
1.1.1流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用7
1.1.2常見流體輸送方式7
1.2流體的物理性質(zhì)10
1.2.1密度與相對(duì)密度10
1.2.2壓力13
1.2.3黏度14
1.3流體流動(dòng)基本知識(shí)14
1.3.1流量方程式14
1.3.2穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)16
1.3.3穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的物料衡算連續(xù)性方程16
1.3.4穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的能量衡算伯努利方程17
1.3.5流體阻力24
1.4化工管路26
1.4.1化工管路的構(gòu)成與標(biāo)準(zhǔn)化27
1.4.2化工管路的布置與安裝34
1.5流體輸送機(jī)械36
1.5.1離心泵37
1.5.2其他類型泵45
1.5.3往復(fù)式壓縮機(jī)49
1.5.4離心壓縮機(jī)52
1.5.5流體輸送機(jī)械的進(jìn)展54
1.6流量測(cè)量54
1.6.1孔板流量計(jì)54
1.6.2文丘里流量計(jì)55
1.6.3轉(zhuǎn)子流量計(jì)55
1.7流體輸送過程的控制56
本章小結(jié)56
本章主要符號(hào)說明57
思考題57
習(xí)題58
自測(cè)題60

第2章非均相物系的分離62
學(xué)習(xí)目標(biāo)62
2.1概述62
2.1.1非均相物系分離在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用62
2.1.2非均相物系的常見分離方法63
2.2沉降63
2.2.1重力沉降63
2.2.2離心沉降68
2.3過濾71
2.3.1過濾的基本知識(shí)71
2.3.2過濾設(shè)備74
2.4氣體的其他凈制方法與非均相物系分離方法的選擇78
2.4.1氣體的其他分離方法與設(shè)備78
2.4.2非均相物系分離方法的選擇79
本章小結(jié)80
本章主要符號(hào)說明80
思考題81
習(xí)題81
自測(cè)題81

第3章傳熱83
學(xué)習(xí)目標(biāo)83
3.1概述83
3.1.1傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用83
3.1.2穩(wěn)態(tài)傳熱與非穩(wěn)態(tài)傳熱84
3.1.3工業(yè)換熱方法84
3.2傳熱的基本方式85
3.2.1傳導(dǎo)傳熱85
3.2.2對(duì)流傳熱90
3.2.3輻射傳熱94
3.3間壁傳熱96
3.3.1總傳熱速率方程及其應(yīng)用96
3.3.2熱量衡算97
3.3.3傳熱推動(dòng)力的計(jì)算100
3.3.4傳熱系數(shù)的獲取方法105
3.3.5強(qiáng)化傳熱與削弱傳熱106
3.3.6工業(yè)加熱與冷卻方法110
3.4換熱器111
3.4.1換熱器的分類112
3.4.2換熱器的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)112
3.4.3列管換熱器的選型原則120
3.4.4換熱器的操作與保養(yǎng)123
本章小結(jié)126
本章主要符號(hào)說明127
思考題127
習(xí)題128
自測(cè)題129

第4章液體蒸餾131
學(xué)習(xí)目標(biāo)131
4.1概述131
4.1.1蒸餾在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用131
4.1.2精餾原理和流程131
4.1.3蒸餾在相圖上的表示133
4.2精餾的物料衡算134
4.2.1全塔物料衡算134
4.2.2精餾段物料衡算136
4.2.3提餾段物料衡算137
4.3塔板數(shù)的確定139
4.3.1實(shí)際塔板數(shù)與板效率139
4.3.2理論塔板數(shù)的確定原則139
4.3.3理論塔板數(shù)的確定方法140
4.4連續(xù)精餾的操作分析144
4.4.1進(jìn)料狀況對(duì)精餾操作的影響144
4.4.2回流比的影響147
4.4.3操作溫度和操作壓力的影響149
4.5精餾過程的熱量平衡與節(jié)能150
4.6其他蒸餾方式153
4.6.1簡單蒸餾153
4.6.2閃蒸153
4.6.3特殊精餾154
4.6.4精餾操作的進(jìn)展155
4.7精餾設(shè)備155
4.7.1板式塔155
4.7.2輔助設(shè)備158
4.8精餾塔的操作158
本章小結(jié)159
本章主要符號(hào)說明159
思考題160
習(xí)題160
自測(cè)題161

第5章氣體吸收163
學(xué)習(xí)目標(biāo)163
5.1概述163
5.1.1氣體吸收在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用163
5.1.2氣體吸收的分類164
5.1.3吸收劑的選擇164
5.2從溶解相平衡看吸收操作165
5.2.1氣液相平衡關(guān)系165
5.2.2氣液相平衡關(guān)系對(duì)吸收操作的意義167
5.3吸收速率168
5.3.1傳質(zhì)基本方式168
5.3.2雙膜理論169
5.3.3吸收速率169
5.3.4影響吸收速率的因素170
5.4吸收的物料衡算171
5.4.1全塔物料衡算171
5.4.2吸收操作線172
5.4.3吸收劑用量173
5.5填料層高度的確定175
5.5.1填料層高度的確定原則175
5.5.2填料層高度的確定方法176
5.5.3填料層高度的計(jì)算177
5.6吸收操作分析179
5.6.1影響吸收操作的因素179
5.6.2吸收操作的特點(diǎn)179
5.6.3吸收塔的操作和調(diào)節(jié)180
5.7其他吸收與解吸181
5.7.1化學(xué)吸收181
5.7.2高含量氣體吸收182
5.7.3多組分吸收183
5.7.4解吸183
5.8吸收設(shè)備184
5.8.1吸收塔184
5.8.2填料186
5.8.3輔助設(shè)備188
5.9吸收與蒸餾的比較191
本章小結(jié)192
本章主要符號(hào)說明192
思考題193
習(xí)題193
自測(cè)題194

第6章固體干燥196
學(xué)習(xí)目標(biāo)196
6.1概述196
6.1.1干燥在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及干燥方法196
6.1.2對(duì)流干燥的條件和流程197
6.2濕空氣的性質(zhì)198
6.2.1濕度(濕含量)198
6.2.2相對(duì)濕度198
6.2.3濕空氣的比體積199
6.2.4濕空氣的比熱容200
6.2.5濕空氣的焓200
6.2.6干球溫度201
6.2.7露點(diǎn)201
6.2.8濕球溫度201
6.2.9絕熱飽和溫度202
6.3濕物料中水分的性質(zhì)203
6.3.1物料中含水量的表示方式203
6.3.2平衡水分與自由水分203
6.3.3結(jié)合水分與非結(jié)合水分204
6.4干燥過程的物料衡算204
6.4.1水分蒸發(fā)量205
6.4.2空氣消耗量205
6.5干燥速率206
6.5.1干燥速率概述206
6.5.2影響干燥速率的因素208
6.5.3干燥速率的選擇208
6.6干燥設(shè)備208
6.6.1對(duì)干燥器的基本要求208
6.6.2工業(yè)上常用的干燥器209
6.6.3干燥器的選擇211
6.6.4干燥過程的操作分析212
6.7干燥技術(shù)及設(shè)備的進(jìn)展213
本章小結(jié)215
本章主要符號(hào)說明216
思考題216
習(xí)題216
自測(cè)題217

第7章蒸發(fā)218
學(xué)習(xí)目標(biāo)218
7.1概述218
7.1.1蒸發(fā)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用218
7.1.2單效蒸發(fā)的流程與計(jì)算219
7.2多效蒸發(fā)222
7.2.1多效蒸發(fā)對(duì)節(jié)能的意義222
7.2.2多效蒸發(fā)的流程223
7.3蒸發(fā)設(shè)備224
7.3.1常見蒸發(fā)設(shè)備224
7.3.2蒸發(fā)操作的要點(diǎn)227
本章小結(jié)228
本章主要符號(hào)說明229
思考題229
習(xí)題229
自測(cè)題229

第8章結(jié)晶231
學(xué)習(xí)目標(biāo)231
8.1概述231
8.1.1結(jié)晶及其工業(yè)應(yīng)用231
8.1.2固液體系相平衡232
8.1.3晶核的形成及影響因素233
8.1.4晶體的成長235
8.2結(jié)晶方法236
8.2.1冷卻結(jié)晶236
8.2.2蒸發(fā)結(jié)晶236
8.2.3真空冷卻結(jié)晶236
8.2.4鹽析結(jié)晶236
8.2.5反應(yīng)沉淀結(jié)晶236
8.2.6升華結(jié)晶237
8.2.7熔融結(jié)晶237
8.3結(jié)晶設(shè)備與操作237
8.3.1常見結(jié)晶設(shè)備237
8.3.2間歇結(jié)晶操作240
本章小結(jié)242
思考題242
自測(cè)題242

第9章液-液萃取244
學(xué)習(xí)目標(biāo)244
9.1概述244
9.1.1萃取在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用244
9.1.2萃取劑的選擇245
9.1.3萃取操作流程245
9.2液液相平衡247
9.2.1部分互溶物系的相平衡247
9.2.2單級(jí)萃取在相平衡圖上的表示252
9.3萃取設(shè)備253
9.3.1塔式萃取設(shè)備253
9.3.2萃取塔的操作257
9.4萃取技術(shù)的進(jìn)展259
本章小結(jié)260
本章主要符號(hào)說明260
習(xí)題260
自測(cè)題262

第10章制冷263
學(xué)習(xí)目標(biāo)263
10.1概述263
10.1.1制冷方法263
10.1.2制冷的分類265
10.2制冷基本原理265
10.2.1壓縮蒸氣制冷循環(huán)265
10.2.2制冷系數(shù)266
10.2.3操作溫度的選擇267
10.2.4制冷劑的過冷267
10.3制冷能力268
10.3.1制冷能力的表示268
10.3.2標(biāo)準(zhǔn)制冷能力268
10.4制冷劑與載冷體269
10.4.1制冷劑269
10.4.2載冷體270
10.5壓縮蒸氣制冷設(shè)備271
10.5.1壓縮機(jī)271
10.5.2冷凝器271
10.5.3節(jié)流閥272
本章小結(jié)272
本章主要符號(hào)說明272
思考題273
自測(cè)題273

第11章新型單元操作簡介274
學(xué)習(xí)目標(biāo)274
11.1吸附274
11.1.1吸附原理與吸附劑274
11.1.2吸附平衡與吸附速率275
11.1.3吸附工藝簡介276
11.2膜分離279
11.2.1膜分離技術(shù)的基本原理279
11.2.2分離膜應(yīng)具備的條件及類型282
11.2.3幾種主要的膜分離過程285
11.3超臨界流體萃取技術(shù)291
11.3.1超臨界流體萃取技術(shù)的發(fā)展與特點(diǎn)291
11.3.2超臨界流體萃取原理291
11.3.3超臨界流體萃取過程簡介292
11.3.4超臨界流體萃取的工業(yè)應(yīng)用293
本章小結(jié)294
思考題295

附錄296
一、中華人民共和國法定計(jì)量單位(摘錄)296
二、某些氣體的重要物理性質(zhì)296
三、某些液體的重要物理性質(zhì)297
四、干空氣的物理性質(zhì)(101.33kPa)298
五、水的物理性質(zhì)299
六、常用固體材料的密度和比熱容300
七、飽和蒸汽(以溫度為基準(zhǔn))300
八、飽和蒸汽(以壓力為基準(zhǔn))301
九、某些液體的熱導(dǎo)率304
十、某些氣體和蒸氣的熱導(dǎo)率305
十一、某些固體材料的熱導(dǎo)率306
十二、液體的黏度共線圖307
十三、101.33kPa壓力下氣體的黏度共線圖309
十四、液體的比熱容共線圖310
十五、氣體的比熱容共線圖(101.33kPa)312
十六、蒸發(fā)潛熱(汽化熱)共線圖313
十七、某些有機(jī)液體的相對(duì)密度共線圖315
十八、壁面污垢熱阻(污垢系數(shù))316
十九、離心泵的規(guī)格(摘錄)317
二十、管殼式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)(摘錄)322
二十一、某些二元物系在101.3kPa(絕壓)下的氣（汽）液平衡組成325

自測(cè)題參考答案326

參考文獻(xiàn)327

主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作過程素材資源(建議在wifi環(huán)境下掃碼觀看)
穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)16
離心泵工作原理37
離心泵的氣縛現(xiàn)象37
離心泵的汽蝕現(xiàn)象43
單級(jí)往復(fù)泵工作原理46
多級(jí)往復(fù)泵工作原理46
齒輪泵工作原理48
螺桿泵工作原理48
噴射泵工作原理49
孔板流量計(jì)55
文丘里流量計(jì)工作原理55
轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作原理55
氣體在降塵室的沉降運(yùn)動(dòng)67
旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)及工作過程70
過濾原理72
板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)74
板框壓濾機(jī)的過濾和洗滌75
轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)工作過程75
臥式刮刀離心機(jī)結(jié)構(gòu)及工作過程78
固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)及工作過程113
浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)及工作過程114
U形管式換熱器結(jié)構(gòu)及工作過程114
套管式換熱器結(jié)構(gòu)及工作過程115
板式換熱器工作過程117
螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)及工作過程117
板式精餾塔工作過程132
板式塔（普通浮閥塔）結(jié)構(gòu)156
塔板在塔內(nèi)排列156
板式塔內(nèi)汽液接觸狀態(tài)157
嚴(yán)重漏液158
液泛-淹塔158
吸收與解吸流程163
填料塔結(jié)構(gòu)185
廂式干燥器結(jié)構(gòu)及工作過程209
氣流干燥器結(jié)構(gòu)及工作過程210
沸騰床干燥器結(jié)構(gòu)及工作過程211
中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)及工作過程224
外加熱式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)及工作過程225
強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器（立式）結(jié)構(gòu)及工作過程226
升膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)及工作過程227
降膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)及工作過程227
Krystal-Oslo結(jié)晶器結(jié)構(gòu)及工作過程238
蒸發(fā)型結(jié)晶器結(jié)構(gòu)及工作過程239
冷卻式連續(xù)結(jié)晶器結(jié)構(gòu)及工作過程239