化學工程基礎（第三版）

內容簡介

《化學工程基礎》(第三版)根據高等學校理科化學、套用化學專業“化學工程基礎”教學基本要求編寫。為適應工科少學時環境工程、生物工程、製藥工程等專業的需要做了相應修訂。主要論述化學工程中典型單元操作及化學反應工程——典型反應器基本原理及其套用。內容包括化學棄閥充工業與化學工程、流體流動過程、沉降與過濾、傳熱、蒸發、吸收、精餾、萃取、新型分離技術、乾燥和化學反應工程學——反應器基本原理。

《化學工程基礎》(第三版)可作為高等學校理科化學、套用化學以及工科少學時環境、生物、製藥工程等專業的基礎課程牛和教材，亦可供從事化學套用研究人員和上述專業從事設計、開發、運行的工程技術人員參考。

圖書目錄

第一章化學工業與化學工程1

第一節化學工業概述1

一、化學工業的重要性及其發展1

二、化學工業的分類及其特點1

三、化工產品的市場及其前景3

第二節化學工程的發展趨勢3

一、化學工程的興起與發展4

二、化學工程的前沿研究領域5

第三節化工過程與單元操作7

一、化工過程簡介7

二、化工單元操作7

三、常用基本概念8

第四節化工過程開發簡介10

一、化工過程開發的基本要求10

二、化學實驗與化工生產過程的聯繫與區別10

三、化工過程開發步驟11

四、化工過程開發最最佳化概念13

第五節化工數據14

一、化工數據的分類14

二、單位與單位制15

三、單位換算15

第二章流體流動過程16

第一節概述16

第二節流體靜力學基本方程式16

一、流體的熱力學屬性16

二、流體靜力學基本方程式18

三、流體靜力學基本方程式的討論19

四、流體靜力學基本方程式的套用19

第三節流體流動的基本方程式21

一、流體的流動屬性21

二、流體的運動狀態22

三、連續性方程式22

四、伯努利方程式23

第四節管內流體流動現象27

一、牛頓黏性定律與流體的戀局拔黏度27

二、流體流動的內部結構28

第五節管芝再奔內流體流動的阻力31

一、流體在直管中的流動阻力31

二、流體在非圓形管內的流動阻力33

三、局部阻力34

第六節管路計算35

一、簡單管路35

二、複雜管路37

第七節流量的測量40

一、變壓頭流量計41

二、變截面流量計43

第八節流體輸送機械44

一、離心泵44

二、其他類型的化工用泵52

三、泵的選擇54

四、氣體輸送機械55

小結61

習題61

第三章沉降與過濾65

第一節概述65

第二節沉降65

一、重力沉降66

二、重力沉降設備68

三、離心沉降及設備71

第三節過濾73

一、過濾的基本概念74

二、過濾基本方程式76

三、恆壓過濾與恆速過濾78

四、過濾常數的測定80

五、過濾設備82

小結85

習題85

第四章傳熱86

第一節概述86

一、熱量傳遞的三種基本方式86

二、傳熱過程在化工生產中的套用87

三、傳熱學與熱力學的關係87

第二節熱傳導87

一、熱傳導方程88

二、傳導傳熱計算89

第三節對流傳熱94

一、對流傳熱分析94

二、壁面和流體間的對流傳熱速率94

三、管內湍流流動的傳熱膜係數96

四、管外湍流流動的傳熱膜係數99

五、大空間內自然對流的傳熱膜係數99

第四節輻射傳熱100

一、基本概念100

二、斯忒藩-玻耳茲曼定律101

三、克希霍夫定律102

四、兩固體間的相互輻射102

五、設備熱損失的計算104

第五節傳熱計算104

一、換熱器的熱負荷計算105

二、傳熱平均溫度差的計算106

三、總櫻樂腳傳熱係數113

第六節熱交換器118

一、間壁式換熱器的類型118

二、板式換熱器119

三、換熱器發展概況121

第七節傳熱過程的強化123

一、換熱器熱交換過程的強化123

二、強化技術及能耗研究124

第八節管殼式換熱器的設計與選用125

一、確定設計方案的基本原則125

二、設計內容125

三、管殼式換熱器的選用125

小結126

習題126

第五章蒸發129

第一節概述129

一、蒸發操作及特點129

二、蒸發操作的經濟性及多效蒸發流程130

第二節蒸發過程計算132

一、蒸發過程的傳熱係數132

二、濃縮熱和溶液的焓濃圖132

三、溶液的沸點和傳熱溫度差損失132

第三節單效蒸發計算134

一、水分蒸發量135

二、加熱蒸汽消耗量135

三、蒸發器的傳熱面積136

第四和棵店諒節多效蒸發計算137

第五節蒸發器的類型與選擇141

一、蒸發器的類型141

二、蒸發器的性能比較與選型146

三、蒸判灑勸辨發器的改進與研究147

小結147

習題147

第六章吸收149

第一節概述149

一、吸收在化工生產中的套用149

二、吸收劑的選擇149

三、吸收設備與吸收操作150

第二節吸收過程的相平衡關係150

一、氣體在液體中的溶解度150

二、亨利定律151

三、相平衡關係在吸收過程中的套用153

第三節吸收過程機理154

一、物質在單相中的擴散155

二、雙膜理論156

第四節傳質速率方程157

一、氣相傳質速率方程158

二、液相傳質速率方程158

三、總傳質速率方程158

四、總傳質係數與膜傳質係數的關係159

第五節填料吸收塔計算163

一、物料衡算與操作線方程163

二、吸收劑用量的確定164

三、填料塔塔徑的計算166

四、填料層高度的計算166

第六節填料塔170

一、填料塔的構造和填料170

二、填料塔的流體力學特性171

三、填料塔的附屬檔案174

小結177

習題177

第七章精餾180

第一節概述180

第二節雙組分溶液的氣液相平衡180

一、雙組分溶液的氣液相平衡181

二、相對揮發度183

第三節簡單蒸餾和平衡蒸餾185

一、簡單蒸餾185

二、平衡蒸餾185

第四節精餾基本原理186

第五節雙組分連續精餾塔的計算187

一、全塔物料衡算188

二、精餾段物料衡算和精餾段操作線方程189

三、提餾段物料衡算和提餾段操作線方程189

四、加料板的物料衡算與熱量衡算190

五、理論塔板數的計算194

六、塔板效率與實際塔板數202

七、塔高、塔徑及板壓降的計算203

第六節間歇精餾205

一、餾出液濃度維持恆定的操作205

二、回流比維持恆定的操作206

第七節特殊精餾206

一、恆沸精餾207

二、萃取精餾208

第八節精餾塔及其選擇208

一、有溢流裝置的板式塔208

二、無溢流裝置的板式塔211

三、新型塔板212

四、精餾裝置的選擇214

小結214

習題214

第八章萃取217

第一節概述217

一、液-液萃取簡介217

二、萃取過程的適用性與經濟性218

三、萃取技術在工業上的套用218

四、萃取劑的選擇與發展219

五、萃取基本流程219

第二節三元體系的液-液平衡關係220

一、三角形坐標220

二、槓桿規則221

三、三角形相圖222

第三節萃取過程的計算225

一、單級萃取的計算225

二、多級錯流萃取的計算226

三、多級逆流萃取的計算228

第四節液-液萃取設備及其選擇232

一、混合-澄清萃取器232

二、離心式萃取設備233

三、塔式萃取設備233

四、液-液萃取設備的選擇236

小結237

習題237

第九章新型分離技術239

第一節膜分離技術239

一、膜分離技術的發展239

二、膜及膜分離技術的定義和分類240

三、膜過濾的基本概念241

四、膜過濾的基本理論242

五、膜組件的結構及其特點243

六、超濾和反滲透的套用245

第二節超臨界流體萃取245

一、超臨界流體的性質246

二、超臨界流體萃取過程247

三、國產超臨界二氧化碳萃取裝置生產工藝248

四、超臨界流體萃取的套用249

第十章乾燥251

第一節概述251

一、乾燥過程的目的和套用251

二、乾燥過程的分類251

三、對流乾燥的特點及流程252

第二節濕空氣的性質和濕度圖253

一、濕空氣的性質253

二、空氣的濕度圖258

三、濕度圖的用法259

第三節乾燥過程的物料衡算和熱量衡算260

一、物料衡算260

二、熱量衡算262

三、乾燥器出口空氣狀態的確定263

四、乾燥器的熱效率和乾燥效率264

第四節乾燥速率和乾燥時間265

一、物料與水分的結合狀態265

二、乾燥速率及其影響因素266

三、恆定乾燥條件下的乾燥時間計算268

第五節乾燥器及其選擇270

一、對乾燥器的要求270

二、乾燥器的分類271

三、工業常用的對流乾燥器271

四、乾燥器的選型274

小結275

習題275

第十一章化學反應工程學——反應器基本原理277

第一節概述277

一、化學反應工程學的基本任務和研究方法277

二、化學反應過程和化學反應器的分類278

三、理想均相反應器284

第二節物料在反應器內的流動模型286

一、理想流動模型286

二、非理想流動模型288

第三節理想均相反應器計算288

一、基本原理288

二、間歇反應器289

三、活塞流反應器291

四、全混流反應器296

五、多級全混流反應器298

第四節反應器型式和操作方法的評比與選擇301

一、反應器生產能力的比較301

二、反應產物收率的比較303

第五節非理想流動305

一、實際反應器對理想類型的偏離305

二、停留時間分布的表示方法306

三、停留時間分布的實驗測定306

四、停留時間分布的數字特徵308

五、理想反應器中的停留時間分布309

六、非理想反應器中的停留時間分布311

七、停留時間分布曲線的套用314

第六節氣-固相催化反應器317

一、氣-固催化反應過程318

二、氣-固催化反應動力學318

三、固定床催化反應器簡介320

四、流化床反應器簡介322

小結324

習題324

附錄327

一、物理量的單位、量綱與換算327

二、水的重要物理性質328

三、水在不同溫度下的黏度（0～100℃）329

四、飽和水蒸氣性質（以溫度為準）330

五、飽和水蒸氣的性質（以壓強為準）331

六、管子規格332

七、泵規格333

八、物質的熱導率335

九、列管式換熱器總傳熱係數K的範圍336

十、某些氣體溶於水時的亨利係數337

十一、物質的擴散係數338

十二、某些二元物系氣液平衡組成338

十三、乾空氣的物理性質(p=101.325kPa)339

參考文獻340

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基本介紹

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