【现货速发】化工单元操作 第3版

前言

本书是2010年化学工业出版社出版的《化工单元操作》（第二版）的修订版。

版教材曾荣获第九届中国石油和化学工业优秀教材奖一等奖，是2007年化学工业出版社出版的普通高等教育“十一五”规划教材（高职高专）。

本教材在保持前两版教材特色的基础上，在部分章节中修订添加了动画、录像、视频等直观的教学手段，加强掌握概念，强化应用，培养技能。突出应用能力和综合素质的培养，体现高职高专特色。

本教材根据*有关高职高专教材建设的文件精神，以高职高专化工技术类专业学生的培养目标为依据编写。教材在编写过程中广泛征求了化工企业专家的意见，本着“源于企业，用于企业”的原则，具有较强的实用性。

教材在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。本书是化学工程学的基础，是以流体流动、传热及传质单元操作为对象，进行浅显讲解的化学工程入门书。每章均有复习题，部分章节附有练习题和答案。书末有附录，供解题时查询数据使用。书中的*阅读材料可结合实训过程学习，加强动手能力的训练，促进专业教育实际化。

本教材由河北化工医药职业技术学院张宏丽编写绪论、章、第五章、第八章及附录；徐州工业职业技术学院刘兵编写第二章至第四章；河北化工医药职业技术学院闫志谦编写第六章、第七章及提供部分章节的动画、录像、视频；辽宁石油化工大学李剑虹编写第九章、第十章。河北化工医药职业技术学院齐广辉提供部分章节的动画、录像、视频。本书部分章节中的图、表由段颖绘制。全书由张宏丽统稿，河北化工医药职业技术学院丁春燕审阅书稿。

在本教材编写过程中，得到相关领导和同行的支持，在此一并表示感谢。

本书有配套的电子课件、练习题，订购本书的读者可登录化学工业出版社教学资源网(http://www.cipedu.com.cn）免费下载。

由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，欢迎读者批评指正。

编者

2020年1月

版前言

本教材是以高职高专化工技术、分析检测技术及化工机械技术类专业学生的培养目标为依据编写的。教材在编写过程中广泛征求了企业专家的意见，具有较强的实用性。

教材在编写过程中,注意贯彻“基础理论教学要以应用为目的，  以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则，  突出应用能力和综合素质的培养，反映高职高专特色。

教材在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。本书是化学工程学的基础，是以流体流动、传热及传质单元操作为对象，进行浅显讲解的化学工程入门书。书中的阅读材料可结合实训过程学习，加强动手能力的训练，促进专业教育实际化。

本教材由张宏丽编写绪论、章、第五章、第八章、第九章及附录；周长丽编写第二章至第四章；闫志谦编写第六章、第七章、第十章。丁春燕编写第十一章。全书由张宏丽统稿，田铁牛审阅书稿。

在本教材编写过程中，得到相关领导和同行的支持。本书部分章节中的图、表由段颖绘制。在此一并表示感谢。

由于编者水平所限，时间仓促，书中难免有不妥之处，欢迎读者批评指正。

编者

2007年2月

第二版前言

本书是获得第九届中国石油和化学工业优秀教材奖一等奖、2007年化学工业出版社出版的普通高等教育“十一五”规划教材（高职高专教材）《化工原理》（张宏丽，周长丽，闫志谦等编）的修订版。为适应高等职业教育蓬勃发展的新形势，修订版更注重提高学生理论联系实际的能力，培养学生工程技术观点和实际操作的动手能力。 

本教材在保持版教材特色的基础上，修订内容如下：①更新了部分章节的内容与顺序；②各章新增加了单元操作技术有关内容；③丰富了各章习题；④配套了本教材的电子课件及各章练习题题解过程；⑤更新了附录中部分内容。

修订版教材不仅重点讲述化工常用单元操作的基本原理、典型设备及计算方法，还介绍了单元操作技术有关内容，以便于各院、校化工单元操作实训。故修订版教材更名为《化工单元操作》。

本教材是以高职高专化工技术、分析检测技术及化工机械技术类专业学生的培养目标为依据编写的。教材在编写过程中广泛征求了企业专家的意见，具有较强的实用性。

教材在编写过程中，注意贯彻“基础理论教学要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，反映高职高专特色。

教材在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。本书是化学工程学的基础，是以流体流动、传热及传质单元操作为对象，进行浅显讲解的化学工程入门书。每章均有复习题，部分章节附有习题和答案。书末有附录，供解题时查数据使用。书中的*阅读材料可结合实训过程学习，加强动手能力的训练，促进专业教育实际化。 

本教材由河北化工医药职业技术学院张宏丽编写绪论、章、第五章、第八章及附录；徐州工业职业技术学院刘兵编写第二章至第四章；河北化工医药职业技术学院闫志谦编写第六章、第七章，辽宁石油化工大学李剑虹编写第九章、第十章。全书由张宏丽统稿，丁春燕审阅书稿。

在本教材编写过程中，得到相关领导和同行的支持。本书部分章节中的图、表由段颖绘制。在此一并表示感谢。

由于编者水平所限，时间仓促，书中难免有不妥之处，欢迎读者批评指正。

编者

2010年2月

本书主要介绍化工生产过程中常见的单元操作的基本原理、典型设备的构造和性能、一般的计算方法以及单元操作技术。内容包括：流体流动，液体输送，气体的压缩与输送，非均相物系的分离，传热，蒸发和结晶，蒸馏，吸收，萃取，干燥。每章均有复习题，部分章节附有习题和答案。书末有附录，供解题时查数据使用。

本书在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导，同时通过二维码加入了部分数字资源，丰富了教材的呈现形式。侧重单元操作基础知识的学习和应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。

本书可供化工单元操作技术、化工机械技术、分析检测类专业高职高专学生使用，也可作为化工类高级工培训教材。

本书主要介绍化工生产过程中常见的单元操作的基本原理、典型设备的构造和性能、一般的计算方法以及单元操作技术。内容包括：流体流动，液体输送，气体的压缩与输送，非均相物系的分离，传热，蒸发和结晶，蒸馏，吸收，萃取，干燥。每章均有复习题，部分章节附有习题和答案。书末有附录，供解题时查数据使用。

本书在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导，同时通过二维码加入了部分数字资源，丰富了教材的呈现形式。侧重单元操作基础知识的学习和应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。

本书可供化工单元操作技术、化工机械技术、分析检测类专业高职高专学生使用，也可作为化工类高级工培训教材。

绪论/001

一、本课程的学习内容和任务/001

二、单元操作的名称与分类/001

三、基本概念与方法/002

四、单位制和单位换算/003

复习题/005

习题/005

章流体流动/006

节流体流动的主要任务/006

一、流体的输送/006

二、压力、流速和流量的测量/006

三、为强化设备提供适宜的流动条件/007

第二节流体静力学/007

一、流体的压缩性/007

二、流体的主要物理量/007

三、流体静力学基本方程式/012

第三节流体动力学/016

一、流量方程式/017

二、稳定流动与不稳定流动/018

三、流体稳定流动时的物料衡算——连续性方程/019

四、流体稳定流动时的能量衡算——伯努利方程/020

五、伯努利方程的应用/022

第四节流体阻力/024

一、流体的黏度/024

二、流体流动的类型/025

三、圆管内流体的速度分布/027

四、流体阻力的计算/028

第五节流量的测量与调节/032

一、孔板流量计/032

二、文氏管流量计/034

三、转子流量计/034

第六节管路/035

一、管子/035

二、管件/036

三、阀件/038

四、管路的连接/040

五、管路的热补偿/041

六、管路的保温和涂色/041

复习题/043

习题/044

第二章液体输送/048

节液体输送的主要任务/048

第二节离心泵操作技术/049

一、离心泵的工作原理与构造/049

二、离心泵的性能参数与特性曲线/052

三、离心泵的安装高度与汽蚀现象/055

四、离心泵的工作点与流量调节/057

五、离心泵的操作、运转及维护/058

六、离心泵的类型与选择/060

第三节正位移泵操作技术/062

一、往复泵/062

二、旋转泵/063

三、旋涡泵/064

四、正位移泵的操作、运转及维护/065

第四节常见流体输送方式/066

一、压缩空气送料/067

二、真空输送/067

三、高位槽送料/068

四、液体输送机械送料/069

复习题/069

习题/070

第三章气体的压缩与输送/071

节气体压缩与输送的主要任务/071

第二节往复式压缩机/072

一、往复式压缩机的主要构造和工作原理/072

二、往复式压缩机的生产能力/073

三、多级压缩/073

四、往复式压缩机的操作、运转及维护/074

第三节离心式气体输送机械/075

一、离心式通风机/075

二、离心式鼓风机和压缩机/077

第四节旋转式气体输送机械/078

一、罗茨鼓风机/078

二、液环压缩机/079

第五节真空泵/079

一、往复式真空泵/080

二、水环真空泵/080

三、真空喷射泵/080

复习题/081

第四章非均相物系的分离/082

节非均相物系分离的主要任务/082

一、非均相混合物的分离在工业中的应用/082

二、非均相混合物的分离方法/083

第二节过滤/083

一、过滤的基本概念/083

二、过滤操作过程/085

三、过滤设备/086

四、影响过滤操作的因素/088

第三节沉降 /089

一、重力沉降/089

二、离心沉降/092

三、其他气体净制设备/094

第四节离心分离/096

一、离心分离的概念/096

二、离心机的结构与操作/096

复习题/099

第五章传热/101

节传热的主要任务/101

一、传热在化工生产中的应用/101

二、传热的基本方式/101

三、工业生产上的换热方法/102

四、间壁式换热器简介/103

五、稳定传热与不稳定传热/103

第二节传热计算/104

一、传热速率方程/104

二、热负荷和载热体用量的计算/104

三、平均温度差/107

四、传热系数的测定和经验值/110

第三节热传导/113

一、导热基本方程和热导率/113

二、通过平壁的稳定热传导/115

三、通过圆筒壁的稳定热传导/116

第四节对流传热/117

一、对流传热方程/117

二、对流传热系数/118

三、设备热损失计算/121

第五节传热系数/122

一、传热系数的计算/122

二、污垢热阻/124

第六节换热器/126

一、间壁式换热器的类型/126

二、换热器的运行操作/132

三、换热器常见故障与处理方法/132

四、传热过程的强化途径/133

五、列管式换热器设计或选用时应考虑的问题/134

复习题/136

习题/137

第六章蒸发-结晶/140

节蒸发-结晶的主要任务/140

第二节单效蒸发/141

一、单效蒸发流程/141

二、单效蒸发的计算/142

三、溶液的沸点和温度差损失/143

第三节多效蒸发/145

一、多效蒸发的操作原理/145

二、多效蒸发的流程/146

三、多效蒸发效数的限定/147

第四节结晶的基本原理/148

一、溶解度和溶液的过饱和度/148

二、结晶的速率和晶粒的大小/149

三、结晶产品的纯度和产量/151

四、结晶的方法/151

第五节蒸发器和结晶器/152

一、蒸发器的基本结构/152

二、蒸发器的主要类型/152

三、蒸发器的辅助装置/155

四、结晶器/156

复习题/158

习题/159

第七章蒸馏/160

节蒸馏的主要任务/160

一、蒸馏及其在化工生产中的应用/160

二、汽液传质设备的分类/161

第二节两组分溶液的汽液相平衡关系/162

一、理想溶液的汽液相平衡关系——拉乌尔定律/162

二、双组分理想溶液的汽液平衡相图/162

三、相对挥发度/164

第三节简单蒸馏和精馏/166

一、简单蒸馏/166

二、精馏原理/166

三、精馏装置及精馏操作流程/167

第四节双组分连续精馏过程的物料衡算/168

一、理论板的概念及恒摩尔流假定/168

二、物料衡算和操作线方程/169

三、进料热状况的影响/171

第五节塔板数和回流比的确定/173

一、理论塔板数的求法/173

二、塔板效率和实际塔板数/176

三、回流比的影响及其选择/177

四、精馏塔操作分析/180

五、精馏塔的产品质量控制和调节/181

第六节连续精馏装置的热量衡算/181

一、冷凝器的热量衡算/181

二、再沸器的热量衡算/182

第七节板式塔/184

一、精馏操作对塔设备的要求/184

二、常用板式塔类型/184

三、浮阀塔设计/186

复习题/197

习题/198

第八章吸收/201

节吸收的主要任务/201

一、吸收操作及其在化工生产中的应用/201

二、吸收剂的选择/202

第二节吸收过程的相平衡关系/203

一、吸收中常用的相组成表示法/203

二、气液相平衡关系/204

三、吸收机理/207

四、吸收速率方程/209

第三节吸收过程的计算/211

一、吸收塔的物料衡算和操作线方程/211

二、吸收剂消耗量/212

三、填料塔直径的计算/215

四、填料层高度的计算/215

第四节填料塔/217

一、填料塔的构造/217

二、填料及其特性/217

三、填料塔的附属设备/220

四、填料塔内的流体力学特征/221

第五节吸收过程运行操作/221

一、吸收过程的强化途径/221

二、吸收操作要点/222

复习题/223

习题/224

第九章萃取/226

节液-液萃取的基本原理/226

一、基本概念/226

二、萃取在工业生产中的应用/226

三、液-液平衡关系/227

四、萃取过程在三角形相图上的表示/229

五、影响萃取操作的主要因素/231

第二节萃取操作流程与萃取过程的计算/232

一、单级接触萃取流程与计算/232

二、多级萃取流程/235

第三节液-液萃取设备/236

一、基本概念/236

二、萃取设备简介/236

复习题/239

习题/240

第十章干燥/242

节干燥的主要任务/242

第二节干燥的基础知识/243

一、湿空气的性质/243

二、湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用/248

三、湿物料中含水量的表示方法/251

四、物料中所含水分的性质/251

第三节干燥过程的计算/252

一、物料衡算/252

二、热量衡算/254

三、理想干燥过程/255

四、干燥速率和干燥速率曲线/255

五、影响干燥速率的因素/257

第四节干燥操作条件与干燥器/258

一、干燥操作条件的确定/258

二、干燥设备的分类/260

三、干燥器/260

四、干燥器的选型/264

复习题/265

习题/265

附录/267

一、常用单位的换算/267

二、某些气体的重要物理性质/268

三、某些液体的重要物理性质/268

四、干空气的物理性质（101.33kPa）/269

五、水的物理性质/270

六、饱和水蒸气表(以温度为准)/271

七、饱和水蒸气表(以用kPa为单位的压力为准)/272

八、水在不同温度下的黏度/274

九