【现货速发】化工原理

“化工原理”课程是为化工类专业及相近专业的本科生开设的一门紧密结合工程实际的专业基础课。课程主要介绍化工生产过程中以物理变化为主的单元操作过程及单元设备的基本原理、参数分析和工程计算。

本教材围绕动量、热量和质量三大传递过程的基本原理、基本定律与应用,以传递过程的速率(速度)为重点,从过程衡算、速率和平衡三个方面来阐述单元操作过程及设备。教材内容在遵循先进性、通用性和实用性原则基础上,满足工程教育专业认证要求,符合*《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,注重加强理论基础与工程实际结合,兼顾学科发展,努力培养学生具备解决化工过程复杂问题的专业基础知识、工程素养和创新意识。为此,全书安排绪论、流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、热量传递、蒸馏、气体吸收、蒸发与干燥等九个章节的学习内容。

在教材的编写中,力求语言精练、表达准确、图表清晰。为了方便教学,使学生能更加清晰、深刻地理解单元操作过程的机理与单元设备的工作原理,本教材配置了大量的动画视频,学生通过手机扫描二维码,便可进入观看,实现在线学习。为便于教学,本教材还配备了电子教学课件和习题解答,可扫描书后二维码,登录化学工业出版社微信公众号获取。

本教材可供化工类专业及相关专业(如石油、应用化学、能源化工、制药、生物工程、材料、环境、食品等专业)学生作为工程专业基础课程教材或教学参考;教材中纳入了大量的设计参数、设备设计规范与标准,也可作为从事科研、设计、过程开发人员及生产企业技术人员的参考书籍。

本教材的编写得到了川渝地区西南科技大学、西南石油大学、四川轻化工大学等11所高校领导及“化工原理”授课教师的鼎力支持,吸收了多位教师丰富的教学经验与成果,使内容安排、阐述方式方法更趋合理,方便学生理解;也得到了北方仿真软件技术有限公司及浙江中控科教仪器设备有限公司的积极配合,并提供了部分素材,使教材内容更加生动、形象,更贴近工程实际。在此向以上单位及人员表示由衷感谢!

本教材由西南科技大学廖辉伟、四川轻化工大学杜怀明担任主编,西南石油大学刘瑾、宜宾学院徐慧远、攀枝花学院朱学军、绵阳师范学院李华兰担任副主编。

由于编者水平有限,看待问题、理解问题的角度等因素,书中难免有不妥之处,恳请各位读者海涵并不吝赐教,在此深表感谢!

编者

2019年4月

本书围绕动量、热量和质量三大传递过程的基本原理、基本定律与应用,以传递过程的速率(速度)为重点,从过程衡算、速率和平衡三个方面阐述了化工单元操作的基本原理、计算方法及典型设备,内容包括:流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、热量传递、蒸馏、气体吸收、蒸发和干燥。

本书各章均编有例题和不同类型的习题,同时对主要设备及原理配置了大量的动画与视频演示,可通过扫描二维码观看。为便于教学,本书还配备了电子教学课件和习题解答,亦可通过扫描二维码获取。

本书可作为高等学校化工类专业及相关专业(如石油、能源化工、制药、生物工程、材料、环境、食品等专业)少课时(70～100学时)化工原理课程的教材;教材中纳入了大量的设计参数、设备设计规范与标准,也可作为科研、设计、过程开发及生产企业技术人员的参考书籍。

本书围绕动量、热量和质量三大传递过程的基本原理、基本定律与应用,以传递过程的速率(速度)为重点,从过程衡算、速率和平衡三个方面阐述了化工单元操作的基本原理、计算方法及典型设备,内容包括:流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、热量传递、蒸馏、气体吸收、蒸发和干燥。

本书各章均编有例题和不同类型的习题,同时对主要设备及原理配置了大量的动画与视频演示,可通过扫描二维码观看。为便于教学,本书还配备了电子教学课件和习题解答,亦可通过扫描二维码获取。

本书可作为高等学校化工类专业及相关专业(如石油、能源化工、制药、生物工程、材料、环境、食品等专业)少课时(70～100学时)化工原理课程的教材;教材中纳入了大量的设计参数、设备设计规范与标准,也可作为科研、设计、过程开发及生产企业技术人员的参考书籍。

廖辉伟，西南科技大学教授，化学工程与技术学科负责人，四川省环保厅专家、绵阳市安全生产专家，绵阳市高端成长型产业领军人才。长期从事研究生及本科生化工原理、固废处置及资源化、功能材料等课程教学及工业废弃物处置与资源化利用技术开发、低维纳米功能材料制备、精细化学品合成等方面的科学研究及技术推广，主持国家科技支撑计划，四川省重大项目等多项纵向和企事业横向项目。公开出版教材一部，参与编写专著一部；在Macromol. Sci 、Micro & Nano Letters等国、内外学术期刊公开发表研究论文50余篇，30篇被SCI及EI收录。获得国家发明专利授权6项，获得四川省科技进步二等奖一次。

绪论           1

0.1 “化工原理”课程性质与目标       1

0.1.1 课程的性质                 1

0.1.2 课程学习的目标             1

0.2 “化工原理”课程研究对象与特点   2

0.2.1 研究对象——单元操作       2

0.2.2 单元操作的分类             2

0.2.3 单元操作的特点             2

0.3 物理量单位制与量纲             2

0.3.1 单位制                     2

0.3.2 物理量的量纲               3

0.4 “化工原理”课程研究的手段与方法     4

0.4.1 研究手段                   4

0.4.2 学习与处理问题的方法       6

第1章 流体流动                     8

1.1 流体静力学                     8

1.1.1 密度                       8

1.1.2 流体的静压强               10

1.1.3 流体静力学基本方程式       11

1.2 流体动力学                     16

1.2.1 流量与流速                 16

1.2.2 连续性方程                 17

1.2.3 柏努利方程                 18

1.3 流体流动现象                   28

1.3.1 流体的黏度                 28

1.3.2 流体的流动类型与雷诺数     30

1.3.3 流体在圆管内的速度分布     31

1.3.4 边界层                     33

1.4 流体流动阻力                   34

1.4.1 流体在直管中的流动阻力     34

1.4.2 局部阻力                   40

1.4.3 流体在管路中的总能量损失   43

1.5 管路计算                       44

1.5.1 简单管路                   44

1.5.2 复杂管路                   47

1.6 流速与流量测量                 49

1.6.1 皮托测速计                 50

1.6.2 文丘里流量计               51

1.6.3 孔板流量计                 52

1.6.4 转子流量计                 52

习题                             54

第2章 流体输送机械           60

2.1 概述                           60

2.2 离心泵                         61

2.2.1 离心泵的基本结构           61

2.2.2 离心泵的工作原理           63

2.2.3 离心泵的主要性能参数       64

2.2.4 离心泵的特性曲线           65

2.2.5 离心泵的管路特性曲线与工作点       67

2.2.6 离心泵的安装高度           71

2.2.7 离心泵的类型和选用及安装操作     74

2.3 其他类型液体输送机械           76

2.3.1 往复泵                     76

2.3.2 计量泵                     78

2.3.3 隔膜泵                     80

2.3.4 齿轮泵                     81

2.3.5 螺杆泵                     82

2.4 气体输送机械                   84

2.4.1 真空泵                     84

2.4.2 压缩机                     86

习题                             88

第3章 非均相物系的分离和固体流态化       92

3.1 概述                           92

3.2 颗粒及颗粒床层的特性           92

3.2.1 单个颗粒的性质             92

3.2.2 混合颗粒的特性             93

3.2.3 颗粒床层的特性             94

3.2.4 流体通过床层流动的压降     95

3.3 沉降