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第三篇 气体的分离及净化1

第十章 气体分离的理论及设备1

10-1 空气的组成及其主要成分间的汽液平衡2

一、空气的组成2

二、氧-氮二元系汽液平衡3

三、氧-氩-氮三元系汽液平衡6

10-2 空气的精馏8

一、液空的蒸发和空气的冷凝过程8

二、空气的精馏过程10

三、精馏塔11

四、双级精溜塔的物料和热量的衡算13

10-3 二元系精馏过程的计算17

一、精馏塔板上的工作过程17

二、求取理论塔板数的途径和方法18

三、用y-x图解法求双级精馏塔的理论塔板数18

10-4 三元系精馏过程的计算24

一、用逐板计算法求理论塔板数24

二、有关精馏计算的几个具体问题27

三、双级精馏塔理论塔板数计算举例29

10-5 精馏塔的塔板效率32

一、塔板效率的表示方法33

二、点效率、板效率与全塔效率的关系34

三、塔板效率的计算和经验值36

一、几个基本概念37

10-6 用电子计算机计算精馏过程37

二、数学模型的建立39

三、MESH方程组的解法43

四、计算步骤与框图45

10-7 填料塔精馏计算45

一、填料塔中的传质过程46

二、填料层高度的计算46

三、填料塔中的流动工况48

四、填料层的阻力50

二、筛板塔的结构51

10-8 塔设备的分类及结构51

一、塔设备的一般要求和分类51

三、其他类型的塔设备54

10-9 筛板塔的结构设计58

一、筛板塔的流体动力工况58

二、结构设计60

10-10 分凝法65

一、分凝法在气体分离中的应用65

二、分凝法的分类67

三、多组分混合气分凝过程的计算68

二、吸收法的基本原理70

一、吸收法的特点和应用70

10-11 吸收法70

三、吸收过程的计算72

四、吸收剂的选择74

10-12 吸附法75

一、吸附过程的基本原理75

二、吸附过程的计算78

三、固定床吸附剂的再生80

四、变压吸附制取富氧空气82

10-13 薄膜渗透法83

一、薄膜渗透分离气体的原理83

二、有机聚合膜的性能84

三、分离气体的设备85

参考文献86

第十一章 气体的净化87

11-1 概述87

11-2 除尘87

一、除尘装置的种类88

二、过滤除尘装置88

11-3 空气的干燥92

一、化学法干燥空气92

二、吸附法干燥空气92

三、冻结法干燥空气97

11-4 空气中CO2的净除98

一、化学法净除CO2100

二、吸附法净除CO2101

三、冻结法净除CO2103

四、分子筛吸附器计算103

11-5 空气中乙炔的净除106

一、硅胶吸附净除乙炔107

二、分子筛吸附净除乙炔107

参考文献109

第十二章 间壁式换热器110

12-1 概述110

第四篇 制冷及低温工质的传热和贮运110

12-2 带翅表面的传热111

一、带翅表面的型式111

二、带翅表面传热过程的分析113

12-3 管式换热器的种类及结构115

一、列管式换热器115

二、绕管式换热器123

三、蛇管式换热器129

12-4 管式换热器中的某些对流换热过程133

一、管外无相变的对流换热133

二、液体沸腾时的对流换热135

三、蒸汽冷凝时的对流换热137

一、管式换热器的传热计算139

12-5 管式换热器的计算方法139

二、管式换热器的流体动力计算145

12-6 管式换热器计算举例149

一、卧式壳管式换热器149

二、干式蒸发器152

三、冷风机的蒸发器157

四、空气分离装置的绕管式换热器162

12-7 管式换热器的设计165

一、型式及设计参数的确定165

二、最佳设计问题167

一、板翅式换热器的发展168

12-8 板翅式换热器概述168

二、板翅式换热器在制冷及低温技术中的应用169

三、板翅式换热器的特点170

12-9 板翅式换热器的结构171

一、翅片的结构参数171

二、整体结构173

三、空气分离设备中所采用的板翅式换热器175

12-10 板翅式换热器的设计计算178

一、板翅式换热器中放热系数及流体阻力的准则关系178

二、翅片效率与表面效率179

三、关于翅片形式、翅片结构尺寸的选择181

四、关于气流均匀分配问题181

一、多股流板翅式换热器计算的简化处理183

12-11 多股流板翅式换热器的设计计算183

二、多股流板翅式换热器的数学模型184

12-12 板翅式换热器计算例题187

参考文献192

第十三章 其它型式换热器194

13-1 蓄冷器的工作原理及结构194

一、概述194

二、蓄冷器的工作过程195

三、蓄冷器的结构196

四、蓄冷器的填料197

一、温度场、温度滞后回线及蓄冷器的工作特点204

13-2 蓄冷器的传热与流体动力工况204

二、基本传热微分方程组208

三、蓄冷器填料的放热与流体阻力关系式210

13-3 蓄冷器的设计计算216

一、豪森解216

二、考培奇-伦敦解218

三、雷-史密斯解220

四、蓄冷器的损失分析224

13-4 蓄冷器的计算举例227

一、气体制冷机蓄冷器计算举例227

二、空气分离设备蓄冷器的计算举例230

一、基本概念235

13-5 蓄冷器的不冻结性235

二、蓄冷器的不冻结性238

三、蓄冷器不冻结性的保证方法239

13-6 网格式换热器241

一、概述241

二、结构242

三、网格式换热器的传热与流体阻力244

13-7 氮水预冷器253

一、氮水预冷器的工作原理254

二、氮水预冷器的结构258

三、氮水预冷器的设计计算260

参考文献269

第十四章 低温下设备及管道的绝热272

14-1 绝热的目的及方法272

14-2 绝热材料274

一、绝热材料的种类及一般特性274

二、绝热材料的热物理性质276

三、绝热材料的选择278

14-3 普通绝热279

一、绝热结构279

二、绝热结构性能的计算281

三、绝热层厚度的确定283

一、高真空绝热287

14-4 真空的绝热287

二、高空粉末及真空纤维绝热289

三、真空多层绝热291

四、真空绝热的选择292

参考文献293

第十五章 制冷及低温工质的贮运294

15-1 概述294

15-2 气瓶贮运294

15-3 低温液体的贮运容器295

一、低温容器的种类295

二、低温容器典型结构介绍296

三、低温容器设计要点300

15-4 低温液体贮运容器的特性及计算302

一、跑冷损失及汽化损失302

二、预冷及加热302

三、高压容器的某些特性306

15-5 低温液体的管道输送307

一、低温液体管道输送的方法307

二、低温液体输送管道309

三、低温液体的输送泵311

15-6 低温液体贮运中的安全问题314

参考文献315

国际单位制(SI)与工程制的换算315

外国人名对照表317