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绪论1

第一章 流体流动8

1.1 概述8

1.1.1 流体及其特性8

1.1.2 连续介质模型8

1.1.3 流体力学与“流体流动”8

1.2 流体静力学9

1.2.1 流体静压强9

1.2.2 流体密度10

1.2.3 流体静力学基本方程10

1.2.4 U形压差计13

1.3 流体在单通道中流动时的物料衡算及能量衡算14

1.3.3 流线15

1.3.4 连续性方程15

1.3.1 流体在流道中的流量与流速15

1.3.2 定态流动与非定态流动15

1.3.5 流体的粘度16

1.3.6 机械能衡算方程18

1.4 流动阻力分析与层流阻力计算24

1.4.1 流动型态的分类24

1.4.2 流体流动的阻力分析25

1.4.3 圆直管内流体层流时的流速分布与阻力计算26

1.5.1 湍流的特征29

1.4.4 沿壁流动中的速度边界层29

1.5 湍流阻力计算29

1.5.2 湍流阻力的类型30

1.5.3 涡流粘度与圆管内湍流的流速分布规律31

1.5.4 相似原理32

1.5.5 流体流过圆直管内时由实验测得的“λ-Rc”图线36

1.5.6 流体流过圆直管内的沿程阻力计算37

1.5.7 局部阻力计算38

1.5.8 流体流过非圆形截面管道的阻力计算38

1.6.1 管路的分类和管路计算图表39

1.6 管路计算39

1.6.2 简单管路计算40

1.6.3 并联管路计算46

1.6.4 分支管路计算48

1.7 流速与流量测定49

1.7.1 毕托管49

1.7.2 文丘里流量计50

1.7.3 孔板流量计51

1.7.4 转子流量计52

第二章 流体输送机械60

2.1 概述60

2.1.1 流体输送机械的作用60

2.1.2 离心泵与防心式风机简介60

2.1.3 离心力场中流体的修正压强分布规律61

2.1.4 速度三角形62

2.2.1 离心泵操作性能参量63

2.2.2 欧拉方程63

2.2 离心泵操作性能的基本方程63

2.3 实际离心泵的性能曲线65

2.3.1 各种叶片类型离心泵的操作性能比较65

2.3.2 离心泵的各项交率分析66

2.3.3 离心泵采用后弯叶片的原因67

2.4.1 灌泵及对汲人管路的要求68

2.4.2 离心泵的工作点68

2.4 离心泵的操作68

2.3.4 实际离心泵的性能曲线68

2.4.3 离心泵的串联操作69

2.4.4 离心泵的并联操作70

2.5 离心泵的安装高度限制71

2.5.1 离心泵的安装高度问题71

2.5.2 汽蚀现象71

2.5.3 离心泵正常操作必须满足的条件72

2.5.4 离心泵最大安装高度计算73

2.6 相似原理在离心泵操作分析中的应用75

2.6.1 离心泵操作状况动力相似的条件75

2.6.2 离心泵操作性能的普遍化曲线76

2.7 离心泵的类型与选型78

2.7.1 离心泵的类型78

2.7.2 离心泵的选型80

2.8 离心式风机80

2.8.1 使用风机的目的及离心式风机的分类80

2.8.2 离心式风机主要性能参量与性能曲线81

2.8.3 离心式风机选型计算82

2.9 其它类型的泵与风机86

2.9.1 往复泵86

2.9.2 隔膜泵87

2.9.3 齿轮泵87

2.9.4 旋涡泵88

2.9.5 罗茨鼓风机89

2.9.6 纳氏泵89

2.9.7 水环真空泵89

2.9.8 喷射泵90

第三章 颗粒流体力学基础与机械分离93

3.1 概述93

3.1.1 流体非均相混合物的分离问题与颗粒流体力学93

3.2 单颗粒与颗粒群的几何特性94

3.2.1 单颗粒的几何特性94

3.2.2 颗粒群的几何特性94

3.3 流体通过固定床层的流动与液体过滤98

3.3.1 流体通过固定床层的流动98

3.3.2 流体过滤概念与过滤速度基本计算式100

3.3.3 恒压与恒速过滤103

3.3.4 过滤常量的测定105

3.3.5 滤饼洗涤108

3.3.6 过滤设备109

3.4 颗粒沉降与沉降分离设备114

3.4.1 重力沉降与重力沉降设备114

3.4.2 离心沉降与离心沉降设备122

3.5.1 固体流态化现象130

3.5 固体流态化130

3.5.2 固体流态化的流体力学特性132

第四章 传热及换热器138

4.1 概述138

4.1.1 传热在化工生产中的应用138

4.1.2 加热介质与冷却介质138

4.1.3 传热的基本方式139

4.1.4 冷、热流体热交换形式139

4.1.5 传热速率与热通量140

4.1.6 定态传热与非定态传热141

4.2 热传导141

4.2.1 热传导的基本概念141

4.2.2 傅立叶定律141

4.2.3 导热系数142

4.2.4 平壁的热传导142

4.2.5 圆筒壁的热传导145

4.3.1 给热和给热的类型146

4.3 对流传热概述146

4.3.2 给热速率与给热系数148

4.4 无相变流体的给热148

4.4.1 影响给热的因素148

4.4.2 温度边界层148

4.4.3 与给热有关的准数及准数关联式的确定方法149

4.4.4 流体在管内强制对流给热152

4.4.5 流体在管外强制对流给热154

4.4.6 大空间自然对流给热157

4.5 有相变流体的给热158

4.5.1 蒸汽冷凝给热158

4.5.2 液体沸腾给热162

4.6 辐射传热165

4.6.1 辐射传热的基本概念与定律165

4.6.2 固体壁面间的辐射传热168

4.6.3 对流与辐射并联传热170

4.7 串联传热过程计算171

4.7.1 传热速率方程171

4.7.3 传热系数172

4.7.2 热量衡算172

4.7.4 换热器的平均温度差175

4.7.5 传热效率法180

4.8 换热器184

4.8.1 间壁式换热器184

4.8.2 换热器传热过程的强化190

4.8.3 列管式换热器设计与选型原则191

第五章 气体吸收202

5.1 概述202

5.1.1 吸收与传质202

5.1.2 物理吸收与化学吸收202

5.1.3 吸收与解吸203

5.1.4 溶剂的选择203

5.2 气液相平衡203

5.2.1 平衡溶解度203

5.2.2 过程方向判断与过程推动力206

5.3 分子扩散207

5.3.1 分子扩散速率--菲克定律208

5.3.2 分子扩散传质速率208

5.3.3 组分在气相中的分子扩散系数211

5.3.4 组分在液相中的分子扩散系数213

5.4 对流传质213

5.4.1 吸收过程中溶质气体由气相转移至液相的过程214

5.4.2 吸收机理模型214

5.4.4 总传质系数216

5.4.3 对流传质速率216

5.5 在填料塔中低浓度气体吸收过程的计算218

5.5.1 填料塔简介218

5.5.2 低浓度气体吸收的特点219

5.5.3 物料衡算--操作线方程219

5.5.4 填料层高度的计算式219

5.5.5 传质单元高度的计算221

5.5.6 传质单元数的计算222

5.5.7 填料吸收塔的设计型计算224

5.5.8 填料吸收塔的操作型计算227

5.5.9 其它吸收流程229

5.6 气体解吸231

5.6.1 气体解吸的特点与常用的解吸方法231

5.6.2 逆流气体解吸塔的计算231

5.7 高浓度气体吸收231

5.7.1 高浓度气体吸收的特点231

5.7.2 高浓度气体吸收过程计算232

6.1.1 蒸馏原理与蒸馏操作237

6.1 概述237

第六章 液体蒸馏237

6.1.2 闪蒸238

6.2 双组分物系的汽液相平衡238

6.2.1 理想物系的汽液相平衡238

6.2.2 非理想物系的汽液相平衡242

6.3 双组分简单蒸馏245

6.3.1 简单蒸馏245

6.4.1 连续精馏原理与过程分析246

6.4 双组分连续精馏246

6.4.2 基本型连续精馏塔的设计型计算253

6.4.3 基本型连续精馏塔的操作型计算259

6.4.4 其它类型的连续精馏261

6.5 双组分间歇精馏266

6.5.1 间歇精馏的特点与计算266

6.6 特殊精馏269

6.6.1 萃取精馏269

6.6.2 恒沸精馏270

第七章 塔设备275

7.1 概述275

7.1.1 生产上对塔器的要求275

7.2 填料塔275

7.2.1 填料塔简介275

7.2.2 填料的种类与特性276

7.2.3 填料层内气液逆流的流体力学特性280

7.2.4 填料层内的气液传质283

7.2.5 填料塔的附属设备287

7.3 板式塔综述289

7.3.1 板式塔的气液流动类型289

7.3.2 几种主要板式塔型简介290

7.4 筛板塔292

7.4.1 筛板塔的结构292

7.4.2 筛板塔正常操作的气液流量范围295

7.4.3 筛板塔的设计302

7.5.1 浮阀塔的结构304

7.5 浮阀塔304

7.5.2 浮阀塔正常操作的气液流量范围305

7.6 塔板效率306

7.6.1 塔板效率的不同表示方法及其应用306

7.6.2 提高塔器操作传质效果须注意的问题308

7.6.3 总板效率的经验图线309

第八章 固体干燥311

8.1 概述311

8.2.1 湿空气的性质312

8.2 湿空气的性质和湿度图312

8.2.2 湿空气的“I-H”图及其应用316

8.3 干燥过程的物料衡算和热量衡算319

8.3.1 物料衡算319

8.3.2 热量衡算321

8.3.3 干燥器出口空气状态的确定322

8.3.4 干燥器的热效率和干燥效率323

8.4 干燥速率和干燥时间324

8.4.1 物料中所含水分的性质325

8.4.2 干燥速率及其影响因素326

8.4.3 恒定干燥条件下干燥时间的计算330

8.5 干燥器331

8.5.1 干燥器的主要形式332

8.5.2 干燥器设计原则与举例337

第九章 吸附344

9.1 概述344

9.1.1 吸附现象及其工业应用344

9.1.2 常用吸附剂345

9.2.1 吸附等温线346

9.2 吸附平衡346

9.2.2 单一气体(或蒸汽)的吸附平衡348

9.2.3 液相吸附平衡349

9.3 吸附机理和吸附速率350

9.3.1 吸附机理350

9.3.2 吸附速率350

9.3.3 吸附的传质速率方程351

9.4.1 固定床吸附器与固定床吸附过程计算352

9.4 吸附设备与吸附过程计算352

9.4.2 移动床吸附器与移动床吸附过程计算356

第十章 膜分离技术360

10.1 概述360

10.1.1 膜的概念360

10.1.2 膜分离技术发展简史360

10.1.3 各种膜分离过程简介361

10.1.4 膜分离设备362

10.2.1 反渗透过程原理364

10.2 反渗透364

10.2.2 反渗透过程的操作367

10.2.3 反渗透的应用370

10.3 超滤和微滤370

10.3.1 过程原理370

10.3.2 过程与操作372

10.3.3 应用373

10.4 电渗析374

10.4.1 电渗析原理374

10.4.2 离子交换膜及其性质375

10.4.3 电渗析设备与操作376

10.4.4 电渗析的应用378

10.5 其它膜过程380

10.5.1 气体膜分离380

10.5.2 渗透汽化381

10.5.3 液膜分离技术382

附录385