化工原理.上册 （第二版）（钟理）

《化工原理》（上、下册，第二版）是根据制定的普通高等学校本科专业类教学质量国家标准中化工类专业知识体系和核心课程体系建议而编写。本书以单元操作为主线，以工程应用为背景，借鉴美国的Unit Operations of Chemical Engineering教材，以及国内同类教材编写，强调理论联系实际，注重培养学生的知识综合运用能力和工程观。

《化工原理》（上、下册，第二版）重点介绍化工及相近工业中常用的单元操作基本原理、“三传”过程、计算方法及典型单元设备，并简单介绍了近年来发展起来的新型分离技术基本原理及工业应用。教材分为上、下两册，上册包括：绪论、流体流动、流体输送机械、非均相物系分离、传热与换热设备、蒸发和附录；下册包括：蒸馏、吸收、塔式气液传质设备、液-液萃取、干燥。

本书可作为高等学校化工、石油、材料、生物、制药、轻工、食品、环境等专业本科生教材，也可供化工及相关专业工程技术人员参考。

0绪论/1

0.1概述1

0.2单位制和单位的换算2

0.2.1单位制2

0.2.2单位换算3

0.3单元操作的几个基本定律及关系5

0.3.1质量衡算5

0.3.2能量衡算6

0.3.3过程的平衡与速率6

0.4课程特点、内容及任务7

第1章流体流动/8

1.1流体的基本特性8

1.1.1流体的连续性8

1.1.2流体的压缩性9

1.1.3流体的无定形性9

1.2流体的静力平衡及其应用9

1.2.1流体的密度10

1.2.2流体的静压强10

1.2.3流体的静力平衡规律11

1.2.4流体的静力平衡规律在工程上的应用13

1.3流体动力学基础17

1.3.1流体流动的基本概念17

1.3.2流体的黏性20

1.3.3流动型态（层流、湍流）与雷诺数25

1.3.4流动区域的划分——边界层28

1.3.5管内流动的速度分布32

1.4流体流动的守恒原理35

1.4.1质量守恒的连续性方程35

1.4.2动量守恒的奈维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程36

1.4.3机械能守恒的伯努利（Bernoulli）方程37

1.5流体流动的阻力损失45

1.5.1直管阻力损失45

1.5.2局部阻力损失54

1.5.3总阻力损失的计算55

1.6流体流动的管路计算58

1.6.1简单串联管路的计算59

1.6.2并联管路的计算60

1.6.3分支管路的计算62

1.6.4管网的计算63

1.7流体动力学在工程上的应用65

1.7.1流速的测量66

1.7.2流量的测量67

习题74

思考题80

第2章流体输送机械/82

2.1概述82

2.2离心泵82

2.2.1离心泵的主要部件和工作原理82

2.2.2离心泵的基本方程式84

2.2.3离心泵的主要性能参数与特性曲线87

2.2.4离心泵的安装高度90

2.2.5离心泵的工作点和流量调节94

2.2.6离心泵的组合操作98

2.2.7离心泵的类型与选用99

2.3其他类型泵103

2.3.1往复泵103

2.3.2计量泵107

2.3.3隔膜泵108

2.3.4齿轮泵108

2.3.5螺杆泵108

2.3.6旋涡泵109

2.4气体输送机械110

2.4.1概述110

2.4.2离心式通风机110

2.4.3离心式鼓风机和压缩机114

2.4.4罗茨鼓风机114

2.4.5往复式压缩机115

2.4.6真空泵120

习题122

思考题124

第3章非均相物系分离/125

3.1概述125

3.2颗粒与颗粒床的特性125

3.2.1颗粒的特性125

3.2.2颗粒床的特性128

3.3颗粒的沉降129

3.3.1重力沉降与设备129

3.3.2离心沉降与设备135

3.3.3电沉降——电除尘器141

3.4过滤141

3.4.1过滤过程的基本概念141

3.4.2过滤过程的基本理论及过滤方程143

3.4.3过滤过程计算147

3.4.4过滤常数的测定148

3.4.5过滤设备149

3.4.6滤饼洗涤152

3.4.7过滤机的生产能力153

习题155

思考题157

第4章传热与换热设备/158

4.1概述158

4.1.1传热的基本方式及其机理158

4.1.2冷、热流体热量传递方式及换热设备159

4.1.3载热体及其选择161

4.2热传导161

4.2.1热传导基本概念161

4.2.2傅里叶（Fourier）定律162

4.2.3热导率163

4.2.4平壁的稳态热传导164

4.2.5圆筒壁一维稳态热传导166

4.3对流传热169

4.3.1对流传热及其类型169

4.3.2对流传热速率与对流传热系数171

4.3.3对流传热系数的影响因素172

4.3.4温度边界层与对流传热分析173

4.3.5与对流传热有关的特征数及特征数关联式的确定方法174

4.4流体无相变时的对流传热系数177

4.4.1流体在管内强制对流传热177

4.4.2流体在管外强制对流传热180

4.5有相变流体的对流传热184

4.5.1蒸气冷凝传热184

4.5.2沸腾传热189

4.6辐射传热193

4.6.1基本概念和定律193

4.6.2两固体间的辐射传热196

4.6.3对流和辐射的联合传热199

4.6.4保温层外的热损失200

4.7总传热速率和传热过程计算202

4.7.1热量衡算202

4.7.2总传热速率方程203

4.7.3总传热系数204

4.7.4换热器的平均温度差208

4.7.5传热效率法215

4.8换热器217

4.8.1换热器的类型217

4.8.2强化传热技术及新型的传热设备226

4.8.3列管式换热器的型号与标准230

4.8.4列管式换热器设计时应考虑的问题230

4.8.5列管式换热器的选用和设计步骤235

习题239

思考题244

第5章蒸发/246

5.1蒸发设备246

5.1.1自然循环式蒸发器247

5.1.2外加热式和强制循环式蒸发器248

5.1.3膜式蒸发器249

5.1.4直接加热式蒸发器250

5.2蒸发器的辅助装置250

5.2.1冷凝器250

5.2.2真空泵251

5.2.3除沫器251

5.3蒸发过程的影响因素和沸点校正252

5.3.1蒸发过程的影响因素252

5.3.2溶质引起的沸点改变253

5.3.3液柱静压头引起的沸点变化254

5.3.4摩擦阻力引起的温度变化254

5.3.5溶液的总温度差损失及有效温度差254

5.4单效蒸发255

5.4.1物料衡算256

5.4.2热量衡算256

5.4.3蒸发器传热面积257

5.4.4过程的变量对蒸发操作的影响259

5.5多效蒸发260

5.5.1多效蒸发的流程261

5.5.2多效蒸发的计算262

5.6多效蒸发的综合分析270

5.6.1节约生蒸汽用量270

5.6.2抽取额外蒸汽270

5.6.3冷凝水的利用271

5.6.4二次蒸汽的压缩271

5.7多效蒸发中的*效数272

5.7.1溶液的温度差损失与多效蒸发效数的限制272

5.7.2多效蒸发的生产能力和强度272

5.8蒸发器的选型与工艺设计273

5.8.1蒸发器的选型273

5.8.2蒸发器的工艺设计274

习题276

思考题278

附录/279

附录1常用物理量的单位与量纲（国际单位制）279

附录2常用单位的倍数词头279

附录3常用单位的换算及常用物理常数280

附录4某些气体的重要物理性质283

附录5某些液体的重要物理性质284

附录6干空气的物理性质（101.33kPa）285

附录7水的物理性质286

附录8管子规格287

附录9离心泵290

附录10离心风机293

附录11热交换器294

扩展附录/300

参考文献/301