目錄

緒論

0.1化學工業與化學工程

0.2化工原理課程的內容和特點

0.3化工原理課程的研究方法

0.4化工原理課程的基本概念

0.5化工原理課程的任務

0.6單位制及單位換算

第1章流體流動

1.1流體流動的研究方法

1.1.1流體的連續介質假定

1.1.2流體質點運動的考察方法

1.1.3作用在流體上的力

1.2流體的基本性質

1.2.1流體的流動性

1.2.2流體的黏性

1.2.3流體的密度及其他物理量

1.2.4流體的可壓縮性

1.3流體靜力學基本方程

1.3.1作用在流體上的力

1.3.2靜止流體的壓強及其特性

1.3.3流體靜力學基本方程

1.3.4流體靜力學方程的應用

1.4流體流動的基本方程

1.4.1穩態流動與非穩態流動

1.4.2流量與流速

1.4.3流體的衡算方程

1.5圓管內流動阻力

1.5.1動量傳遞與阻力產生的機理

1.5.2流動阻力導論

1.5.3流體流動邊界層

1.5.4流體流動阻力計算

1.5.5局部阻力

1.5.6繫統的總阻力

1.6管路計算

1.6.1阻力對管內流動的影響

1.6.2管路計算

1.7流速和流量的測定

1.7.1測速管

1.7.2孔板流量計

1.7.3文丘裡流量計

1.7.4轉子流量計

習題

第2章流體輸送機械

2.1概述

2.1.1管路繫統對流體輸送機械的基本要求

2.1.2流體輸送機械分類

2.2離心泵

2.2.1離心泵的基本結構和工作原理

2.2.2離心泵的基本方程

2.2.3離心泵的特性曲線與性能參數

2.2.4離心泵的工作點和流量調節

2.2.5離心泵的汽蝕現像與安裝高度

2.2.6離心泵的類型與選擇

2.3其他流體輸送機械

2.3.1往復泵

2.3.2計量泵

2.3.3隔膜泵

2.3.4回轉式泵

2.3.5旋渦泵

2.4氣體輸送機械

2.4.1離心式通風機、鼓風機和壓縮機

2.4.2真空泵

習題

第3章非均相物繫的分離

3.1概述

3.2顆粒及顆粒床層的特性

3.2.1單一顆粒的特性

3.2.2顆粒床層的特性

3.3顆粒與流體間的相對運動

3.3.1床層的當量直徑

3.3.2流體通過固體顆粒床層(固定床)的壓降的數學描述

3.3.3模型參數的實驗測定

3.3.4量綱分析法與數學模型法的比較

3.4沉降分離

3.4.1概述

3.4.2重力沉降

3.4.3離心沉降

3.5過濾分離

3.5.1過濾原理

3.5.2過濾的數學描述——過濾基本方程式

3.5.3過濾基本方程式

3.5.4過濾操作方式

3.5.5恆壓過濾

3.5.6過濾設備

3.5.7濾餅的洗滌

3.5.8過濾機的生產能力

3.5.9強化過濾的途徑

3.6固體流態化

3.6.1概述

3.6.2流化床的流體力學

3.6.3氣力輸送

習題

第4章傳熱

4．1概述

4．1．1傳熱的基本方式

4．1．2工業生產中的加熱介質和冷卻介質

4．1．3典型傳熱設備

4．2熱傳導

4．2．1傅裡葉定律

4．2．2導熱繫數

4．2．3平面壁的一維穩態熱傳導

4．2．4圓筒壁的一維穩態熱傳導

4．3對流傳熱

4．3．1對流傳熱機理

4．3．2對流傳熱速率方程

4．3．3對流傳熱過程的量綱分析

4．4對流傳熱繫數關聯式

4．4．1流體無相變時的強制對流傳熱

4．4．2流體有相變時的對流傳熱

4．5輻射傳熱

4．5．1輻射傳熱的基本概念

4．5．2物體的輻射能力

4．5．3對流和輻射聯合傳熱

4．6換熱器的傳熱計算

4．6．1熱量衡算

4．6．2總傳熱速率方程

4．6．3傳熱平均溫度差

4．7換熱設備

4．7．1管式換熱器

4．7．2板式換熱器

4．7．3列管式換熱器的設計和選型

4．7．4傳熱過程的強化與削弱

習題

第5章蒸發

5．1概述

5．2單效蒸發

5．2．1物料與熱量衡算

5．2．2傳熱速率方程

5．2．3溶液的沸點和傳熱溫度差損失

5．2．4蒸發器的生產能力和蒸發強度

5．3多效蒸發

5．3．1多效蒸發流程

5．3．2多效蒸發分析

5．3．3多效蒸發計算

5．4蒸發設備

5．4．1常用蒸發器的結構與特點

5．4．2蒸發器的工藝設計

5．4．3蒸發器改進與發展

習題

參考文獻

附錄

附錄1常用物理量的單位與量綱

附錄2某些氣體的重要物理性質

附錄3某些液體的重要物理性質

附錄4干空氣的物理性質(101．3kPa)

附錄5水的物理性質

附錄6水的飽和蒸汽壓

附錄7飽和水蒸氣壓表(按壓強排列)

附錄8某些液體的導熱繫數

附錄9某些氣體和蒸汽的導熱繫數

附錄10某些固體材料的導熱繫數

附錄11常用固體材料的密度和比熱容

附錄12壁面污垢熱阻(污垢繫數)

附錄13無機鹽水溶液的沸點(101．3kPa)

附錄14離心泵的規格(摘錄)

附錄154—72型離心通風機規格(摘錄)

附錄16低壓流體輸送用（鍍鋅）焊接鋼管(摘自GB/T 3091—2008)

附錄17管殼式換熱器繫列標準(摘錄)

附錄18管殼式換熱器總傳熱繫數K的推薦值

前言

化工原理是化學工程與工藝、制藥工程、應用化學、食品科學與工程、環境工程、生物工程及相近和相關專業的主干課程，其主要任務是研究化工操作的基本原理、典型過程設備，進行過程工藝設計計算和設備選過程的操作分析。通過本門課程的學習，並結合“化工原理實驗”“化工原理課程設計”等課程的訓練，培養學生的工程素養以及分析和解決化工生產實際問題的能力。

本教材以*高等學校化工類專業教學指導委員會對化工工程師培養的基本要求為指導，吸取國內外同類教材的長處，並結合編者在多年課程教學實踐中形成的認識和經驗編寫而成。全書分上、下兩冊出版。上冊除緒論與附錄外，包括流體流動、流體輸送機械、非均相物繫的分離、傳熱及蒸操作；
下冊包括吸收、蒸餾、萃取、干燥、結晶及其他分離過操作。

本書由任永勝統稿。參加上冊各章編寫的有：
緒論（於輝、任永勝）；
流體流動（王淑傑）；
流體輸送機械（王淑傑）；
非均相物繫的分離（王淑傑、陳麗麗）；
傳熱（田永華）；
蒸發（田永華）；
附錄（陳麗麗、田永華、任永勝）。參與下冊各章編寫的有：
吸收（王淑傑）、蒸餾（於輝）、傳質設備（陳麗麗、田永華）、萃取（田永華、陳麗麗）、干燥（陳麗麗、田永華）、其他分離方法（於輝）。校稿工作由任永勝、王淑傑、陳麗麗、田永華、於輝等老師承擔。在本書的編寫過程中，化工繫主任李平及範輝、張曉光、董梅、蔡超、方芬、詹海鵑、麻曉霞、王曉中、馮雪蘭等同事給予了無私的幫助和支持，在此一並表示衷心的感謝。

本書的出版得到了寧夏高等學校一流學科建設項目（寧夏大學化學工程與技術學科，編號： NXYLXK2017A04）的資助，同時獲得了省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點實驗室、化學國家基礎實驗教學示範中心（寧夏大學）、化學化工學院和清華大學出版社等單位的大力支持，在此致以誠摯的謝意。

由於編者水平所限，書中不妥之處甚至錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。

編者2017年12月