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第一章 总论1

一、化学与化工生产1

1. 从化学实验室研究到工业化生产1

2. 化工过程开发程序和步骤3

二、化学工程学与化工生产4

1. 化学工程学的形成与发展4

2. 化学工程学的研究范围及其重要性5

三、化学工程学与化工数据6

1. 化工数据6

2. 计量单位7

3. 因次与无因次准数9

4. 化工基础数据的单位换算10

四、化学工程学中的过程放大与最优化15

1. 化工过程放大15

2. 化工过程最优化16

主要参考书目17

习题18

流体流动20

第二章 流体流动过程基本原理20

1. 流动型态21

一、流体流动现象21

2. 流动边界层23

3. 动量传递基本定律26

4. 流速分布27

5. 平均流速30

二、流体流动系统的质量衡算31

1. 流率和流速31

2. 质量衡算基本方程33

3. 定常流动系统的质量衡算方程--连续性方程33

1. 总能量衡算35

三、流体流动系统的能量衡算35

2. 机械能衡算38

习题45

第三章 流体测量46

一、流体压强测量46

1. 流体压强测量原理46

2. 液柱压强计46

二、流体流量测定49

1. 孔板流量计49

2. 文丘里(Venturi)流量计53

3. 转子流量计54

4. 毕托管(Pitot tube)流速计57

5. 流量计的选择和使用58

习题59

第四章 流体输送61

一、流体输送管道的管径选择61

1. 管径计算式61

2. 管径的优化选择62

二、流体在管路系统中流动时的阻力63

1. 直管阻力(沿程阻力)63

2. 局部阻力68

三、流体输送所需的功率72

3. 流体输送系统中总的机械能损失72

四、流体输送机械73

1. 离心泵73

2. 往复式压缩机80

3. 旋转式流体输送机械84

4. 喷射式流体输送机械85

5. 流体输送机械综述86

习题90

热量传递92

第五章 传热过程基本原理92

一、热能衡算93

二、固体壁内的热量传递--导热95

1. 热传导过程基本定律95

2. 导热系数96

3. 固体平壁导数96

4. 圆筒壁导热98

三、流体与固体壁之间的热量传递--给热100

1. 给热过程分析101

2. 给热速率基本方程102

3. 传热膜系数102

2. 传热速率基本方程105

1. 传热过程分析105

四、两种流体通过间壁的热量传递--传热105

3. 总传热系数107

4. 传热面积109

5. 传热温度差109

习题115

第六章 热交换116

一、载热体116

1. 载热体的选择116

2. 载热体耗用量的计算116

二、热交换计算117

1. 流向选择121

2. 载热体温度的选择122

3. 流体流速的选择122

1. 热交换器的评价指标与优化目标123

2. 典型间壁式热交换器123

四、热交换器123

3. 热交换器综述128

习题130

第七章 传质过程基本原理131

一、传质过程及其单元操作131

质量传递131

二、相际平衡132

1. 均相混合物组成的表示方法132

2. 相律134

3. 相平衡关系135

三、传质过程的物料衡算基本方程136

2. 传质过程的历程137

1. 传质速率和传质速度137

3. 单相物系内物质的扩散过程137

四、传质过程的机理及传质速率方程137

4. 对流传质过程139

5. 相际传质过程142

五、传质设备146

习题149

1. 平衡体系的自由度150

一、气体与液体的相平衡关系150

2. 气液相平衡关系150

第八章 气体的吸收150

3. 气液相平衡关系对吸收操作的意义155

二、连续吸收装置原理及其流程157

1. 吸收装置原理157

三、物料衡算和操作方程159

1. 全塔物料衡算159

2. 吸收装置流程159

2. 操作方程及操作线160

1. 吸收过程分析164

2. 吸收速率基本方程164

四、吸收速率基本方程164

3. 吸收系数166

4. 吸收过程的推动力167

1. 填料塔的构造168

五、填料塔168

2. 填料168

5. 吸收过程的两相接触面积168

3. 塔径的确定169

4. 填料层高度计算170

5. 填料塔操作条件的选择176

6. 填料塔的研究181

习题184

1. 平衡体系的自由度186

一、蒸气-液体的相平衡关系186

2. 相间平衡关系186

第九章 液体的精馏186

二、精馏装置原理及其流程193

1. 精馏装置原理193

2. 连续精馏装置及其流程197

三、双组分连续精馏过程的物料衡算和操作方程197

1. 全塔物料衡算197

2. 精馏段的物料衡算和操作方程199

3. 提馏段的物料衡算和操作方程201

4. 加料板操作方程和加料操作线202

5. 进料状态对操作线的影响205

6. 回流比对操作线的影响205

四、双组分连续精馏过程的计算207

1. 理论塔板数207

三、操作条件的优化212

2. 实际塔板数与塔板效率215

五、连续精馏操作条件的优化217

1. 回流比的优化217

2. 气流速度与液流速度的选择219

1. 间歇精馏装置及其流程221

六、间歇精馏过程221

3. 进料状态的选择221

2. 间歇精馏过程的操作状况分析222

3. 间歇精馏过程的计算222

七、板式精馏塔224

1. 典型塔板结构型式224

2. 各种塔板性能评述229

3. 板式塔与填料塔的比较229

习题231

化学反应233

第十章 化学反应过程基本原理233

一、研究目的、对象和方法233

1. 研究目的233

3. 研究对象233

3. 研究方法233

二、化学反应过程分类与工业反应器的基本类型234

1. 化学反应过程的分类234

2. 反应器的基本类型235

三、化学反应工程学基础理论中的某些重要概念237

1. 化学热力学的有关基本概念237

2. 化学动力学的有关基本概念242

3. 传递工程学的有关基本概念247

四、化学反应器的物料衡算与能量衡算249

1. 反应器的物料衡算基本方程249

2. 反应器的能量衡算基本方程250

习题251

第十一章 均相反应过程与理想反应器254

一、均相反应动力学254

1. 均相反应动力学模型254

2. 反应速度的温度效应255

二、理想间歇搅拌釜式反应器256

1. 间歇搅拌釜式反应器的理想假设256

2. 理想间歇搅拌釜式反应器的物料衡算方程256

3. 理想间歇反应器的计算257

4. 反应时间或最终转化率的优化选择263

三、理想的连续搅拌釜式反应器--全混流反应器265

1. 连续搅拌釜式反应器的理想假设265

2. 全混流反应器的物料衡算方程265

3. 全混流反应器的计算266

四、理想的连续流动管式反应器--活塞流反应器269

1. 连续流动管式反应器的理想假设269

2. 活塞流反应器的物料衡算方程270

3. 活塞流反应器的计算271

五、多级理想连续搅拌釜式反应器275

1. 多级全混流反应器的物料衡算方程276

2. 多级全混流反应器的计算277

六、理想均相反应器的优化选择281

1. 以生产强度为优化目标选择反应器281

2. 以产率和选择性为优化目标选择反应器287

3. 以聚合物分子量分布范围最小为优化目标选择反应器288

习题289

2. 停留时间分布的测定与分布曲线294

1. 停留时间分布294

一、连续流动反应器的返混与停留时间分布294

第十二章 非理想流动均相反应器与流动模型294

3. 停留时间分布的数字特征304

4. 停留时间分布函数310

二、理想流动模型的检验与返混程度的度量314

1. 理想流动模型的检验314

2. 非理想流动反应器返混程度的度量316

三、非理想流动均相反应器的流动模型及其计算316

1. 凝集流模型317

2. 多级全混流模型320

3. 分散活塞流模型321

习题326

第十三章 气-固相催化反应过程328

一、气-固相催化反应动力学328

1. 气-固相催化反应过程的历程328

2. 表面反应过程329

3. 外扩散过程对气-固相催化反应过程的影响331

4. 内扩散过程对气-固相催化反应过程的影响335

5. 气-固相催化反应动力学的实验研究340

二、工业催化反应器的床层型式与流态化347

1. 工业催化反应器的床层型式347

2. 流体通过颗粒层的流动现象与流态化347

3. 固定床与流化床催化反应器的比较351

三、操作温度的最优化与工业反应器的换热方式352

1. 操作温度的最优化352

2. 可逆放热反应的最优操作温度353

3. 最优操作温度的实施与工业反应器的换热方式357

四、固定床催化反应器的计算362

1. 等温反应过程363

2. 绝热反应过程366

习题369

附录372

Ⅰ. 本书所采用的术语、符号与计量单位372

Ⅰ-1. 空间、数量和浓度372

Ⅰ-2. 时间、速率和速度372

Ⅰ-4. 流体流动过程373

Ⅰ-3. 物性和热力学参数373

Ⅰ-6. 质量传递过程374

Ⅰ-7. 化学反应过程374

Ⅰ-5. 热量传递过程374

Ⅰ-8. 无因次准数375

Ⅰ-9. 常用缩写符号375

Ⅰ-10. 下标375

Ⅰ-11. 上标376

Ⅱ. 计量单位换算376

表Ⅱ-1. 化学工程中常用的单位换算系数表376

表Ⅱ-2. 几中常用温标间的换算关系377

Ⅲ. 常用积分公式与数值计算方法378

Ⅲ-1. 常用积分公式378

Ⅲ-2. 积分数值计算方法378

Ⅳ. 某些基本物理常数381

表Ⅴ-1. 水的物性数据383

表Ⅴ-2. 饱和水蒸气表383

Ⅴ. 常用化工基本数据383

表Ⅴ-3. 干空气物性数据384

表Ⅴ-4. 某些气体的物性数据385

表Ⅴ-5. 某些液体的物性数据386

表Ⅴ-6. 某些固体材料的导热系数387

表Ⅴ-7. 某些常用绝热材料的导热系数387

Ⅵ. 某些材料和定型设备规格388

表Ⅵ-1. 低压流体输送用焊接钢管规格388

表Ⅵ-2. 金属管常用规格、材料及适用温度389

表Ⅵ-3. LZB型玻璃转子流量计主要技术参数390

表Ⅵ-4. B型离心水泵主要特性参数391

表Ⅵ-5. 列管式固定管板换热器系列的基本参数392

表Ⅵ-6. 瓷质拉西环填料(乱堆)的特性数据393

表Ⅵ-7. 瓷质拉西环填料(整砌)的特性数据393

表Ⅵ-8. 鲍尔环填料(乱堆)的特性数据393

表Ⅵ-9. 阶梯环填料(乱堆)的特性数据394

表Ⅵ-10. 矩鞍形填料(乱堆)的特性数据394

表Ⅵ-11. 金属压延板波纹填料的特性数据394