《化學工程手冊·第1卷（第三版）》是2019年化學工業出版社出版的圖書，作者是袁渭康、王靜康、費維揚、歐陽平凱。
基本介紹
編輯推薦,內容簡介,目錄,
編輯推薦
《化學工程手冊》（第三版）是化學工程領域標誌性工具書。
其圍繞化工單元操作與化學反應工程兩個核心知識體系介紹基本理論和相關技術，並將現階段化學工程新理論和科研成果擴充至第二版原有知識框架結構中。與前兩版相比，本項目的超越和提升體現在：
其一，以全新視角將信息化/工業化深度融合的發展思路貫穿全手冊，闡明了21世紀化工行業發展的思路和路徑；
其二，為滿足行業發展和創新需要，全方位地展示了20年來我國化學工程學科在基礎研究和套用基礎方面的顯著成績和重要進展；
其三， 加強了工程實用性，凸顯了化學工程與其他學科交叉融合發展的大趨勢。
其圍繞化工單元操作與化學反應工程兩個核心知識體系介紹基本理論和相關技術，並將現階段化學工程新理論和科研成果擴充至第二版原有知識框架結構中。與前兩版相比，本項目的超越和提升體現在：
其一，以全新視角將信息化/工業化深度融合的發展思路貫穿全手冊，闡明了21世紀化工行業發展的思路和路徑；
其二，為滿足行業發展和創新需要，全方位地展示了20年來我國化學工程學科在基礎研究和套用基礎方面的顯著成績和重要進展；
其三， 加強了工程實用性，凸顯了化學工程與其他學科交叉融合發展的大趨勢。
內容簡介
作為化學工程領域標誌性的工具書，本次修訂秉承“繼承與創新相結合”的編寫宗旨，分5卷共30篇全面闡述了當前化學工程學科領域的基礎理論、單元操作、反應器與反應工程以及相關交叉學科及其所體現的發展與研究新成果、新技術。在前版的基礎上，各篇在內容上均有較大幅度的更新，特別是加強了信息技術、多尺度理論、微化工技術、離子液體、新材料、催化工程、新能源等方面的介紹。本手冊立足學科基礎，著眼學術前沿，緊密關聯工程套用，全面反映了化工領域在新世紀以來的理論創新與技術套用成果。
本手冊可供化學工程、石油化工等領域的工程技術人員使用，也可供相關高等院校的師生參考。
本手冊可供化學工程、石油化工等領域的工程技術人員使用，也可供相關高等院校的師生參考。
目錄
第1篇化工基礎數據
1引言1-2
1.1化工數據概述1-2
1.2化工數據內容範圍1-2
1.3化工數據查找指南1-4
2純物質基本物性1-6
2.1沸點1-6
2.1.1沸點常用數據源1-6
2.1.2沸點的估算方法1-6
2.2熔點1-20
2.2.1熔點常用數據源1-20
2.2.2熔點的估算方法1-20
2.3臨界參數1-21
2.3.1臨界參數數據源1-21
2.3.2臨界參數的估算方法1-21
2.4偏心因子1-24
2.5微觀參數1-25
2.5.1偶極矩1-25
2.5.2極化率1-25
2.5.3Lennard-Jones 12-6參數1-25
2.6定位分布貢獻法估算物性1-26
參考文獻1-27
3蒸氣壓和相變焓1-29
3.1數據源1-29
3.1.1蒸氣壓數據源1-29
3.1.2相變焓數據源1-37
3.2估算方法1-42
3.2.1蒸氣壓估算方法1-42
3.2.2蒸發焓的估算方法1-51
3.2.3熔化焓的估算方法1-62
3.2.4升華焓的估算方法1-63
3.2.5溶解焓（熱）ΔsolH的估算方法1-63
參考文獻1-64
4熱化學數據1-66
4.1（比）熱容1-66
4.1.1（比）熱容數據源1-66
4.1.2（比）熱容的估算方法1-77
4.2焓和熵1-84
4.2.1焓1-84
4.2.2熵1-84
4.3燃燒焓、生成焓、生成Gibbs自由能1-85
4.3.1燃燒焓1-85
4.3.2生成焓1-87
4.3.3生成Gibbs自由能1-91
參考文獻1-98
5pVT及相平衡1-100
5.1純液體pVT1-100
5.1.1純液體密度數據源1-100
5.1.2利用關聯式計算液體密度1-100
5.1.3純液體密度的估算1-113
5.2混合液體pVT1-117
5.2.1混合液體密度數據源1-117
5.2.2混合液體密度估算（混合規則）1-117
5.3氣體pVT1-118
5.4相平衡1-118
5.4.1VLE數據1-118
5.4.2GLE數據1-119
5.4.3LLE數據1-120
5.4.4SLE數據（或LSE）1-120
5.4.5辛醇/水分配係數1-120
參考文獻1-121
6傳遞過程相關數據1-128
6.1黏度1-128
6.1.1常用氣體黏度-溫度關聯式及其係數1-128
6.1.2空氣的黏度1-131
6.1.3常用液體物質黏度關聯式及其係數1-131
6.1.4黏度的估算方法1-134
6.2熱導率1-144
6.2.1熱導率數據源1-144
6.2.2熱導率的估算方法1-149
6.3擴散係數1-151
6.3.1擴散係數數據源1-154
6.3.2擴散係數估算方法1-155
6.4表面張力1-157
6.4.1表面張力數據源1-157
6.4.2表面張力的估算方法1-160
參考文獻1-161
符號說明1-163
第2篇化工數學
1數學基礎及常用公式2-2
1.1數學模型、常數及計算用表2-2
1.2代數公式與不等式2-16
1.2.1代數式運算2-16
1.2.2二項式定理2-16
1.2.3數列2-16
1.2.4排列、組合2-17
1.2.5自然數之冪的求和公式2-18
1.2.6對數及其運算規律2-18
1.2.7合比、分比2-18
1.2.8待定型表2-19
1.2.9不等式2-19
1.3平面三角函式公式2-20
1.3.1角與三角函式2-20
1.3.2誘導公式2-21
1.3.3特殊角的三角函式值2-22
1.3.4三角恆等式2-22
1.3.5三角形邊角關係及其解法2-24
1.3.6有關反三角函式的一些恆等式2-26
1.3.7三角函式值的近似計算2-26
1.4幾何圖形與初等幾何2-27
1.4.1平面圖形2-27
1.4.2立體圖形2-32
1.4.3基本初等函式及其圖形2-35
參考文獻2-40
2代數2-41
2.1線性代數2-41
2.1.1行列式理論2-41
2.1.2線性方程組2-41
2.1.3矩陣代數2-43
2.1.4二次型2-44
2.1.5線性空間與線性變換簡介2-44
2.1.6歐氏空間2-46
2.2矩陣分析2-47
2.2.1向量範數2-47
2.2.2矩陣範數2-47
2.2.3方陣的譜半徑2-48
2.2.4用距離做樣本間的分類2-48
2.2.5方陣函式與函式矩陣2-48
2.2.6在簡單不可逆反應系統中的套用2-49
2.3矩陣計算2-50
2.3.1矩陣的列主元LU分解2-50
2.3.2由LU分解求解非奇異線性方程組2-50
2.3.3矩陣的QR分解2-51
2.3.4由QR分解求解矩陣特徵值問題2-52
2.3.5矩陣的奇異值分解SVD2-52
2.3.6由SVD求解線性最小二乘問題2-52
2.3.7化工案例2-53
參考文獻2-54
3解析幾何2-55
3.1平面解析幾何2-55
3.1.1坐標系2-55
3.1.2直線2-56
3.1.3圓錐曲線2-57
3.1.4曲線與方程2-60
3.1.5參數方程2-61
3.2空間解析幾何2-62
3.2.1坐標系2-62
3.2.2平面和直線2-64
3.2.3曲面2-65
3.2.4空間曲線2-68
3.2.5化工案例2-69
參考文獻2-70
4微積分：微分、積分、無窮級數2-71
4.1微分學2-71
4.1.1導數的概念2-71
4.1.2複合函式的求導2-73
4.1.3函式的微分2-74
4.1.4偏導數與全微分2-75
4.1.5化工案例2-75
4.2一元函式的積分學2-77
4.2.1不定積分及其計算2-77
4.2.2定積分2-79
4.2.3微積分基本定理2-80
4.2.4化工案例2-81
4.3無窮級數2-82
4.3.1級數的概念2-82
4.3.2正項級數及其斂散性判別法2-83
4.3.3絕對收斂與條件收斂2-84
4.3.4冪級數與泰勒展開2-84
4.3.5化工案例2-86
參考文獻2-86
5微分方程與差分方程2-87
5.1常微分方程2-87
5.1.1緒論2-87
5.1.2一階微分方程2-88
5.1.3高階微分方程2-89
5.1.4一些特殊微分方程的例子2-92
5.2偏微分方程2-94
5.2.1輸運方程：一階擬線性偏微分方程2-95
5.2.2二階擬線性偏微分方程及其典型代表2-95
5.2.3一些常用解法2-96
5.3差分方程2-100
5.3.1有限差分運算與差分方程基本概念2-100
5.3.2線性差分方程求解2-101
5.3.3非線性差分方程：Riccati差分方程2-104
參考文獻2-104
6積分方程與積分變換2-105
6.1複變函數理論2-105
6.1.1複變函數的導數2-105
6.1.2解析函式與奇點2-105
6.1.3複變函數的積分2-106
6.1.4留數理論2-108
6.2積分方程2-109
6.2.1基本概念2-109
6.2.2積分方程的解法2-111
6.3積分變換2-113
6.3.1傅立葉變換的概念2-114
6.3.2傅立葉變換的性質2-115
6.3.3卷積定理2-116
6.3.4傅立葉變換在化學與化工中的套用2-116
6.3.5拉普拉斯變換的定義2-117
6.3.6拉普拉斯變換的性質2-117
6.3.7卷積定理2-119
6.3.8拉普拉斯變換在化學與化工中的套用2-119
6.3.9z變換2-121
參考文獻2-122
7隨機對象的處理與分析方法2-123
7.1機率基礎2-123
7.1.1隨機事件與機率2-123
7.1.2抽樣數據的“描述統計”和隨機變數的“機率分布”2-125
7.2統計推斷2-137
7.2.1隨機樣本統計量及分布2-137
7.2.2參數估計2-140
7.2.3假設檢驗2-143
7.2.4回歸分析2-146
7.3試驗的設計與分析2-154
7.3.1方差分析2-155
7.3.2析因試驗設計2-158
7.3.3試驗的分批與混雜現象2-163
7.3.4部分析因試驗設計與因子的別名現象2-168
7.3.5正交試驗設計2-172
7.4隨機過程與隨機分析2-175
7.4.1隨機過程2-175
7.4.2白噪聲與隨機微積分2-177
7.4.3Ito公式與隨機微分方程2-181
7.5隨機模擬2-183
7.5.1隨機變數的模擬方法2-184
7.5.2隨機模型模擬法2-192
參考文獻2-195
8常微分方程數值解2-196
8.1常微分方程初值問題的數值解法2-196
8.1.1Euler方法2-196
8.1.2Runge-Kutta方法2-197
8.1.3算法的穩定性2-199
8.1.4剛性問題2-200
8.1.5微分代數系統2-201
8.2常微分方程邊值問題2-202
8.2.1有限差分法2-202
8.2.2正交配置法2-204
8.2.3Galerkin有限元法2-204
參考文獻2-205
9最最佳化方法2-206
9.1最最佳化問題及最優性條件2-206
9.1.1最最佳化問題2-206
9.1.2最優性條件2-207
9.2最最佳化算法2-208
9.2.1非線性規劃問題算法2-208
9.2.2線性規劃問題算法2-213
9.2.3整數規劃問題算法2-215
9.2.4智慧型最佳化算法2-218
參考文獻2-221
10圖論2-222
10.1圖論的基本概念2-222
10.1.1圖的定義與矩陣表示2-222
10.1.2路、連通與樹2-223
10.1.3平面圖2-225
10.1.4化學圖2-226
10.1.5具體案例：圖論解析化學反應體系——電鍍過程中的氫電極反應2-227
10.2分子圖的拓撲指標2-228
10.2.1引言2-228
10.2.2Randic指標2-230
10.2.3Hosoya指標和Merrifield-Simmons指標2-231
10.2.4Wiener指標2-232
10.3過程系統的結構分析2-233
10.3.1引言2-233
10.3.2系統分隔的樹搜尋法2-235
10.3.3甲醇合成系統的分隔2-235
參考文獻2-238
11量綱分析2-239
11.1量綱齊次原則2-239
11.2π定理及其套用2-241
11.3套用舉例2-241
參考文獻2-244
12張量與連續介質力學2-245
12.1張量初步2-245
12.1.1張量的定義2-245
12.1.2逆變張量、協變張量和混合張量的定義2-245
12.1.3張量代數2-246
12.2連續介質力學2-247
12.2.1連續介質2-247
12.2.2動力學（運動）方程式2-248
12.3流體2-249
12.3.1牛頓流體2-249
12.3.2非牛頓流體2-250
12.3.3非牛頓流體物質函式的連續介質力學描述2-250
參考文獻2-251
13拓撲方法2-252
13.1拓撲空間與連續映射2-252
13.1.1拓撲空間2-252
13.1.2連續映射與同胚映射2-252
13.2幾個重要的拓撲性質2-253
13.2.1連通性2-253
13.2.2緊緻性2-254
13.2.3拓撲性質與同胚2-255
13.2.4具體套用2-255
13.3同倫2-255
13.3.1引言2-255
13.3.2映射的同倫2-256
13.3.3多相反應混合物相圖分析、共沸混合物的計算2-256
參考文獻2-257
14元胞自動機2-258
14.1元胞自動機概述2-258
14.1.1引言2-258
14.1.2一維元胞自動機的定義2-259
14.1.3二維元胞自動機的定義2-260
14.1.4高維元胞自動機的定義2-261
14.2元胞自動機的套用2-262
14.2.1引言2-262
14.2.2生命遊戲2-262
14.2.3元胞自動機在化學工程中的套用2-263
參考文獻2-263
第3篇化工熱力學
1引論3-2
1.1沿革3-2
1.2熱力學常用術語3-2
1.2.1系統和環境3-2
1.2.2狀態和狀態函式3-3
1.2.3過程3-3
1.2.4熱力學標準狀態3-3
1.2.5本篇若干符號規定3-4
1.3解決實際問題的框架3-4
參考文獻3-5
2熱力學基本定律3-7
2.1熱力學第零定律3-7
2.2熱力學第一定律3-7
2.2.1第一定律對化學反應的套用3-8
2.2.2第一定律對敞開系統的套用3-9
2.3熱力學第二定律3-10
2.4熱力學第三定律3-14
3熱力學關係式3-15
3.1熱力學基本方程3-15
3.1.1熱力學偏導數關係式3-16
3.1.2Maxwell關係式3-17
3.1.3Gibbs-Helmholtz方程3-17
3.2用pVT和Cp表達熱力學偏導數3-17
3.3偏摩爾量和Gibbs-Duhem方程3-19
3.3.1偏摩爾量3-19
3.3.2偏摩爾量和總體摩爾量的關係3-20
3.3.3Gibbs-Duhem方程3-21
3.4平衡判據和相律3-22
3.4.1平衡判據3-22
3.4.2相律3-23
3.5穩定性判據3-23
3.6逸度和逸度係數3-29
3.6.1逸度3-29
3.6.2逸度係數3-30
3.7偏離函式和剩餘函式3-31
3.7.1以p、T為獨立變數表達偏離函式和剩餘函式3-32
3.7.2以V、T為獨立變數表達偏離函式和剩餘函式3-32
3.8活度和活度係數3-33
3.8.1理想溶液3-33
3.8.2活度3-35
3.8.3活度係數3-36
3.9混合函式和過量函式3-38
3.10締合系統的熱力學3-40
3.10.1締合系統的化學位3-41
3.10.2締合平衡常數3-42
3.11電解質溶液的熱力學3-43
3.11.1電解質溶液的活度和活度係數3-44
3.11.2電解質溶液的滲透壓和滲透係數3-48
3.11.3活度係數和滲透係數間的關係3-49
3.11.4電解質溶液的過量函式3-50
3.12多分散系統的連續熱力學3-52
3.12.1多分散系統的偏摩爾量3-54
3.12.2多分散系統的化學位、逸度和活度3-56
3.12.3多分散系統的相平衡3-56
3.12.4多分散系統的穩定性判據3-57
參考文獻3-58
4實驗數據和分子熱力學模型3-60
4.1實驗數據綜述3-60
4.2物性和熱化學數據的估算3-60
4.2.1臨界點、沸點、凝固點的估算3-61
4.2.2熱化學數據的Benson基團貢獻法3-62
4.2.3溶解度參數的估算3-63
4.3過量函式（活度係數）模型3-65
4.3.1Wohl型過量函式（活度係數）模型3-65
4.3.2局部組成型過量函式（活度係數）模型3-68
4.3.3過量函式（活度係數）的估算3-73
4.4電解質溶液的過量函式（活度係數）模型3-77
4.4.1Debye-Huckel模型3-77
4.4.2Pitzer模型3-77
4.4.3局部組成模型3-78
4.4.4電解質溶液的積分方程理論和微擾理論3-80
4.5高分子系統的混合亥姆霍茲函式模型3-81
4.5.1Flory-Huggins模型3-81
4.5.2修正的Freed模型3-82
4.5.3LSAFT模型3-82
4.5.4隨機共聚物的混合亥姆霍茲函式模型3-83
4.5.5高分子系統的COSMO法3-83
4.6pVT狀態方程3-84
4.6.1維里方程3-84
4.6.2立方型方程3-86
4.6.3立方型方程的混合規則3-88
4.6.4多參數方程3-90
4.6.5基於微擾理論的狀態方程3-91
4.7對應狀態原理3-94
4.7.1兩參數對應狀態方法3-94
4.7.2三參數對應狀態方法3-95
4.7.3量子流體的對應狀態方法3-97
4.7.4對應狀態原理的混合規則3-97
4.8締合系統的狀態方程3-99
4.8.1基於締合平衡的狀態方程3-99
4.8.2基於統計締合理論的狀態方程3-100
4.9高分子系統的狀態方程3-103
4.9.1胞腔模型3-103
4.9.2格子流體模型3-104
4.9.3自由連線鏈狀態方程3-105
參考文獻3-108
5過程的熱力學性質計算3-113
5.1恆溫過程3-115
5.2絕熱過程3-115
5.3恆焓過程3-117
5.4多變過程3-117
6過程的熱力學分析3-119
6.1能量衡算3-119
6.2理想功和功損失3-120
6.2.1封閉系統的理想功和功損失3-120
6.2.2敞開系統穩流過程的理想功和功損失3-121
6.3有效能和有效能分析3-122
參考文獻3-124
7相平衡計算3-125
7.1氣液平衡計算3-126
7.1.1泡點計算3-126
7.1.2露點計算3-127
7.1.3閃蒸計算3-128
7.2液液平衡計算3-129
7.3液固平衡計算3-129
7.4電解質溶液的相平衡計算3-130
7.5多分散系統的相平衡計算3-131
7.5.1具有簡單分布函式的系統3-131
7.5.2具有任意分布函式的系統3-133
7.6高分子溶液的相平衡計算3-135
7.7氣液相平衡計算——由T、p、x推算y3-139
7.8熱力學一致性檢驗3-142
參考文獻3-144
8化學平衡3-146
8.1標準平衡常數3-146
8.1.1氣相化學反應3-146
8.1.2多相化學反應3-147
8.1.3溶液化學反應3-148
8.2由熱力學性質計算標準平衡常數3-151
8.2.1利用標準生成焓、標準熵和標準恆壓熱容計算3-151
8.2.2利用標準生成吉布斯函式、標準生成焓和標準恆壓熱容計算3-151
8.3平衡組成的計算3-152
8.3.1一般化學反應3-152
8.3.2溶液化學反應3-153
8.4各種因素對平衡組成的影響3-153
8.4.1一般化學反應的壓力影響3-153
8.4.2溶液化學反應的壓力影響3-154
8.4.3溫度影響3-154
8.5多個化學反應同時存在時的平衡3-154
8.5.1平衡常數法3-155
8.5.2最小吉布斯函式法3-155
8.6化學反應的方向和限度，等溫方程3-156
參考文獻3-158
9界面與吸附現象的熱力學3-159
9.1吸附量3-159
9.1.1Guggenheim法3-159
9.1.2Gibbs法3-159
9.2界面熱力學3-160
9.2.1熱力學基本方程3-160
9.2.2平衡判據3-161
9.2.3Laplace方程3-162
9.2.4Kelvin方程3-163
9.2.5界面化學位3-163
9.2.6Gibbs吸附等溫式3-164
9.3混合物的界面張力3-164
9.3.1界面化學位法3-165
9.3.2Gibbs-Duhem方程法3-165
9.3.3實用的界面張力模型3-166
9.4分子熱力學模型3-167
9.4.1過量函式模型3-167
9.4.2界面狀態方程3-167
9.4.3實用的吸附等溫式3-168
9.5氣固吸附平衡3-169
參考文獻3-170
10電化學過程的熱力學3-171
10.1兩種電化學過程3-171
10.2電化學位3-172
10.3電池的電動勢3-172
10.3.1電動勢與活度的關係3-173
10.3.2電動勢與平衡常數的關係3-173
10.3.3電動勢與溫度的關係3-174
10.3.4電化學過程的有效能3-174
10.4膜電位與Donnan平衡3-174
11不可逆過程的熱力學3-176
11.1基本假定3-176
11.1.1局部平衡假定3-176
11.1.2不完全平衡假定3-176
11.2熵流和熵產生3-177
11.2.1離散系統的熵產生率3-177
11.2.2連續系統的熵產生率3-179
11.3廣義推動力和廣義通量3-179
11.3.1通量和推動力間的關係3-179
11.3.2Onsager倒易定理3-180
11.4套用舉例3-180
11.4.1動電現象3-180
11.4.2膜過程3-181
11.4.3連串反應的穩態3-183
參考文獻3-184
符號說明3-185
第4篇流體流動
1流體流動的基本原理與基本方程4-2
1.1流體的物理屬性4-2
1.2流體運動學4-4
1.2.1流動的分析描述4-4
1.2.2流動的幾何描述4-4
1.2.3流體微團運動分析4-5
1引言1-2
1.1化工數據概述1-2
1.2化工數據內容範圍1-2
1.3化工數據查找指南1-4
2純物質基本物性1-6
2.1沸點1-6
2.1.1沸點常用數據源1-6
2.1.2沸點的估算方法1-6
2.2熔點1-20
2.2.1熔點常用數據源1-20
2.2.2熔點的估算方法1-20
2.3臨界參數1-21
2.3.1臨界參數數據源1-21
2.3.2臨界參數的估算方法1-21
2.4偏心因子1-24
2.5微觀參數1-25
2.5.1偶極矩1-25
2.5.2極化率1-25
2.5.3Lennard-Jones 12-6參數1-25
2.6定位分布貢獻法估算物性1-26
參考文獻1-27
3蒸氣壓和相變焓1-29
3.1數據源1-29
3.1.1蒸氣壓數據源1-29
3.1.2相變焓數據源1-37
3.2估算方法1-42
3.2.1蒸氣壓估算方法1-42
3.2.2蒸發焓的估算方法1-51
3.2.3熔化焓的估算方法1-62
3.2.4升華焓的估算方法1-63
3.2.5溶解焓（熱）ΔsolH的估算方法1-63
參考文獻1-64
4熱化學數據1-66
4.1（比）熱容1-66
4.1.1（比）熱容數據源1-66
4.1.2（比）熱容的估算方法1-77
4.2焓和熵1-84
4.2.1焓1-84
4.2.2熵1-84
4.3燃燒焓、生成焓、生成Gibbs自由能1-85
4.3.1燃燒焓1-85
4.3.2生成焓1-87
4.3.3生成Gibbs自由能1-91
參考文獻1-98
5pVT及相平衡1-100
5.1純液體pVT1-100
5.1.1純液體密度數據源1-100
5.1.2利用關聯式計算液體密度1-100
5.1.3純液體密度的估算1-113
5.2混合液體pVT1-117
5.2.1混合液體密度數據源1-117
5.2.2混合液體密度估算（混合規則）1-117
5.3氣體pVT1-118
5.4相平衡1-118
5.4.1VLE數據1-118
5.4.2GLE數據1-119
5.4.3LLE數據1-120
5.4.4SLE數據（或LSE）1-120
5.4.5辛醇/水分配係數1-120
參考文獻1-121
6傳遞過程相關數據1-128
6.1黏度1-128
6.1.1常用氣體黏度-溫度關聯式及其係數1-128
6.1.2空氣的黏度1-131
6.1.3常用液體物質黏度關聯式及其係數1-131
6.1.4黏度的估算方法1-134
6.2熱導率1-144
6.2.1熱導率數據源1-144
6.2.2熱導率的估算方法1-149
6.3擴散係數1-151
6.3.1擴散係數數據源1-154
6.3.2擴散係數估算方法1-155
6.4表面張力1-157
6.4.1表面張力數據源1-157
6.4.2表面張力的估算方法1-160
參考文獻1-161
符號說明1-163
第2篇化工數學
1數學基礎及常用公式2-2
1.1數學模型、常數及計算用表2-2
1.2代數公式與不等式2-16
1.2.1代數式運算2-16
1.2.2二項式定理2-16
1.2.3數列2-16
1.2.4排列、組合2-17
1.2.5自然數之冪的求和公式2-18
1.2.6對數及其運算規律2-18
1.2.7合比、分比2-18
1.2.8待定型表2-19
1.2.9不等式2-19
1.3平面三角函式公式2-20
1.3.1角與三角函式2-20
1.3.2誘導公式2-21
1.3.3特殊角的三角函式值2-22
1.3.4三角恆等式2-22
1.3.5三角形邊角關係及其解法2-24
1.3.6有關反三角函式的一些恆等式2-26
1.3.7三角函式值的近似計算2-26
1.4幾何圖形與初等幾何2-27
1.4.1平面圖形2-27
1.4.2立體圖形2-32
1.4.3基本初等函式及其圖形2-35
參考文獻2-40
2代數2-41
2.1線性代數2-41
2.1.1行列式理論2-41
2.1.2線性方程組2-41
2.1.3矩陣代數2-43
2.1.4二次型2-44
2.1.5線性空間與線性變換簡介2-44
2.1.6歐氏空間2-46
2.2矩陣分析2-47
2.2.1向量範數2-47
2.2.2矩陣範數2-47
2.2.3方陣的譜半徑2-48
2.2.4用距離做樣本間的分類2-48
2.2.5方陣函式與函式矩陣2-48
2.2.6在簡單不可逆反應系統中的套用2-49
2.3矩陣計算2-50
2.3.1矩陣的列主元LU分解2-50
2.3.2由LU分解求解非奇異線性方程組2-50
2.3.3矩陣的QR分解2-51
2.3.4由QR分解求解矩陣特徵值問題2-52
2.3.5矩陣的奇異值分解SVD2-52
2.3.6由SVD求解線性最小二乘問題2-52
2.3.7化工案例2-53
參考文獻2-54
3解析幾何2-55
3.1平面解析幾何2-55
3.1.1坐標系2-55
3.1.2直線2-56
3.1.3圓錐曲線2-57
3.1.4曲線與方程2-60
3.1.5參數方程2-61
3.2空間解析幾何2-62
3.2.1坐標系2-62
3.2.2平面和直線2-64
3.2.3曲面2-65
3.2.4空間曲線2-68
3.2.5化工案例2-69
參考文獻2-70
4微積分：微分、積分、無窮級數2-71
4.1微分學2-71
4.1.1導數的概念2-71
4.1.2複合函式的求導2-73
4.1.3函式的微分2-74
4.1.4偏導數與全微分2-75
4.1.5化工案例2-75
4.2一元函式的積分學2-77
4.2.1不定積分及其計算2-77
4.2.2定積分2-79
4.2.3微積分基本定理2-80
4.2.4化工案例2-81
4.3無窮級數2-82
4.3.1級數的概念2-82
4.3.2正項級數及其斂散性判別法2-83
4.3.3絕對收斂與條件收斂2-84
4.3.4冪級數與泰勒展開2-84
4.3.5化工案例2-86
參考文獻2-86
5微分方程與差分方程2-87
5.1常微分方程2-87
5.1.1緒論2-87
5.1.2一階微分方程2-88
5.1.3高階微分方程2-89
5.1.4一些特殊微分方程的例子2-92
5.2偏微分方程2-94
5.2.1輸運方程：一階擬線性偏微分方程2-95
5.2.2二階擬線性偏微分方程及其典型代表2-95
5.2.3一些常用解法2-96
5.3差分方程2-100
5.3.1有限差分運算與差分方程基本概念2-100
5.3.2線性差分方程求解2-101
5.3.3非線性差分方程：Riccati差分方程2-104
參考文獻2-104
6積分方程與積分變換2-105
6.1複變函數理論2-105
6.1.1複變函數的導數2-105
6.1.2解析函式與奇點2-105
6.1.3複變函數的積分2-106
6.1.4留數理論2-108
6.2積分方程2-109
6.2.1基本概念2-109
6.2.2積分方程的解法2-111
6.3積分變換2-113
6.3.1傅立葉變換的概念2-114
6.3.2傅立葉變換的性質2-115
6.3.3卷積定理2-116
6.3.4傅立葉變換在化學與化工中的套用2-116
6.3.5拉普拉斯變換的定義2-117
6.3.6拉普拉斯變換的性質2-117
6.3.7卷積定理2-119
6.3.8拉普拉斯變換在化學與化工中的套用2-119
6.3.9z變換2-121
參考文獻2-122
7隨機對象的處理與分析方法2-123
7.1機率基礎2-123
7.1.1隨機事件與機率2-123
7.1.2抽樣數據的“描述統計”和隨機變數的“機率分布”2-125
7.2統計推斷2-137
7.2.1隨機樣本統計量及分布2-137
7.2.2參數估計2-140
7.2.3假設檢驗2-143
7.2.4回歸分析2-146
7.3試驗的設計與分析2-154
7.3.1方差分析2-155
7.3.2析因試驗設計2-158
7.3.3試驗的分批與混雜現象2-163
7.3.4部分析因試驗設計與因子的別名現象2-168
7.3.5正交試驗設計2-172
7.4隨機過程與隨機分析2-175
7.4.1隨機過程2-175
7.4.2白噪聲與隨機微積分2-177
7.4.3Ito公式與隨機微分方程2-181
7.5隨機模擬2-183
7.5.1隨機變數的模擬方法2-184
7.5.2隨機模型模擬法2-192
參考文獻2-195
8常微分方程數值解2-196
8.1常微分方程初值問題的數值解法2-196
8.1.1Euler方法2-196
8.1.2Runge-Kutta方法2-197
8.1.3算法的穩定性2-199
8.1.4剛性問題2-200
8.1.5微分代數系統2-201
8.2常微分方程邊值問題2-202
8.2.1有限差分法2-202
8.2.2正交配置法2-204
8.2.3Galerkin有限元法2-204
參考文獻2-205
9最最佳化方法2-206
9.1最最佳化問題及最優性條件2-206
9.1.1最最佳化問題2-206
9.1.2最優性條件2-207
9.2最最佳化算法2-208
9.2.1非線性規劃問題算法2-208
9.2.2線性規劃問題算法2-213
9.2.3整數規劃問題算法2-215
9.2.4智慧型最佳化算法2-218
參考文獻2-221
10圖論2-222
10.1圖論的基本概念2-222
10.1.1圖的定義與矩陣表示2-222
10.1.2路、連通與樹2-223
10.1.3平面圖2-225
10.1.4化學圖2-226
10.1.5具體案例：圖論解析化學反應體系——電鍍過程中的氫電極反應2-227
10.2分子圖的拓撲指標2-228
10.2.1引言2-228
10.2.2Randic指標2-230
10.2.3Hosoya指標和Merrifield-Simmons指標2-231
10.2.4Wiener指標2-232
10.3過程系統的結構分析2-233
10.3.1引言2-233
10.3.2系統分隔的樹搜尋法2-235
10.3.3甲醇合成系統的分隔2-235
參考文獻2-238
11量綱分析2-239
11.1量綱齊次原則2-239
11.2π定理及其套用2-241
11.3套用舉例2-241
參考文獻2-244
12張量與連續介質力學2-245
12.1張量初步2-245
12.1.1張量的定義2-245
12.1.2逆變張量、協變張量和混合張量的定義2-245
12.1.3張量代數2-246
12.2連續介質力學2-247
12.2.1連續介質2-247
12.2.2動力學（運動）方程式2-248
12.3流體2-249
12.3.1牛頓流體2-249
12.3.2非牛頓流體2-250
12.3.3非牛頓流體物質函式的連續介質力學描述2-250
參考文獻2-251
13拓撲方法2-252
13.1拓撲空間與連續映射2-252
13.1.1拓撲空間2-252
13.1.2連續映射與同胚映射2-252
13.2幾個重要的拓撲性質2-253
13.2.1連通性2-253
13.2.2緊緻性2-254
13.2.3拓撲性質與同胚2-255
13.2.4具體套用2-255
13.3同倫2-255
13.3.1引言2-255
13.3.2映射的同倫2-256
13.3.3多相反應混合物相圖分析、共沸混合物的計算2-256
參考文獻2-257
14元胞自動機2-258
14.1元胞自動機概述2-258
14.1.1引言2-258
14.1.2一維元胞自動機的定義2-259
14.1.3二維元胞自動機的定義2-260
14.1.4高維元胞自動機的定義2-261
14.2元胞自動機的套用2-262
14.2.1引言2-262
14.2.2生命遊戲2-262
14.2.3元胞自動機在化學工程中的套用2-263
參考文獻2-263
第3篇化工熱力學
1引論3-2
1.1沿革3-2
1.2熱力學常用術語3-2
1.2.1系統和環境3-2
1.2.2狀態和狀態函式3-3
1.2.3過程3-3
1.2.4熱力學標準狀態3-3
1.2.5本篇若干符號規定3-4
1.3解決實際問題的框架3-4
參考文獻3-5
2熱力學基本定律3-7
2.1熱力學第零定律3-7
2.2熱力學第一定律3-7
2.2.1第一定律對化學反應的套用3-8
2.2.2第一定律對敞開系統的套用3-9
2.3熱力學第二定律3-10
2.4熱力學第三定律3-14
3熱力學關係式3-15
3.1熱力學基本方程3-15
3.1.1熱力學偏導數關係式3-16
3.1.2Maxwell關係式3-17
3.1.3Gibbs-Helmholtz方程3-17
3.2用pVT和Cp表達熱力學偏導數3-17
3.3偏摩爾量和Gibbs-Duhem方程3-19
3.3.1偏摩爾量3-19
3.3.2偏摩爾量和總體摩爾量的關係3-20
3.3.3Gibbs-Duhem方程3-21
3.4平衡判據和相律3-22
3.4.1平衡判據3-22
3.4.2相律3-23
3.5穩定性判據3-23
3.6逸度和逸度係數3-29
3.6.1逸度3-29
3.6.2逸度係數3-30
3.7偏離函式和剩餘函式3-31
3.7.1以p、T為獨立變數表達偏離函式和剩餘函式3-32
3.7.2以V、T為獨立變數表達偏離函式和剩餘函式3-32
3.8活度和活度係數3-33
3.8.1理想溶液3-33
3.8.2活度3-35
3.8.3活度係數3-36
3.9混合函式和過量函式3-38
3.10締合系統的熱力學3-40
3.10.1締合系統的化學位3-41
3.10.2締合平衡常數3-42
3.11電解質溶液的熱力學3-43
3.11.1電解質溶液的活度和活度係數3-44
3.11.2電解質溶液的滲透壓和滲透係數3-48
3.11.3活度係數和滲透係數間的關係3-49
3.11.4電解質溶液的過量函式3-50
3.12多分散系統的連續熱力學3-52
3.12.1多分散系統的偏摩爾量3-54
3.12.2多分散系統的化學位、逸度和活度3-56
3.12.3多分散系統的相平衡3-56
3.12.4多分散系統的穩定性判據3-57
參考文獻3-58
4實驗數據和分子熱力學模型3-60
4.1實驗數據綜述3-60
4.2物性和熱化學數據的估算3-60
4.2.1臨界點、沸點、凝固點的估算3-61
4.2.2熱化學數據的Benson基團貢獻法3-62
4.2.3溶解度參數的估算3-63
4.3過量函式（活度係數）模型3-65
4.3.1Wohl型過量函式（活度係數）模型3-65
4.3.2局部組成型過量函式（活度係數）模型3-68
4.3.3過量函式（活度係數）的估算3-73
4.4電解質溶液的過量函式（活度係數）模型3-77
4.4.1Debye-Huckel模型3-77
4.4.2Pitzer模型3-77
4.4.3局部組成模型3-78
4.4.4電解質溶液的積分方程理論和微擾理論3-80
4.5高分子系統的混合亥姆霍茲函式模型3-81
4.5.1Flory-Huggins模型3-81
4.5.2修正的Freed模型3-82
4.5.3LSAFT模型3-82
4.5.4隨機共聚物的混合亥姆霍茲函式模型3-83
4.5.5高分子系統的COSMO法3-83
4.6pVT狀態方程3-84
4.6.1維里方程3-84
4.6.2立方型方程3-86
4.6.3立方型方程的混合規則3-88
4.6.4多參數方程3-90
4.6.5基於微擾理論的狀態方程3-91
4.7對應狀態原理3-94
4.7.1兩參數對應狀態方法3-94
4.7.2三參數對應狀態方法3-95
4.7.3量子流體的對應狀態方法3-97
4.7.4對應狀態原理的混合規則3-97
4.8締合系統的狀態方程3-99
4.8.1基於締合平衡的狀態方程3-99
4.8.2基於統計締合理論的狀態方程3-100
4.9高分子系統的狀態方程3-103
4.9.1胞腔模型3-103
4.9.2格子流體模型3-104
4.9.3自由連線鏈狀態方程3-105
參考文獻3-108
5過程的熱力學性質計算3-113
5.1恆溫過程3-115
5.2絕熱過程3-115
5.3恆焓過程3-117
5.4多變過程3-117
6過程的熱力學分析3-119
6.1能量衡算3-119
6.2理想功和功損失3-120
6.2.1封閉系統的理想功和功損失3-120
6.2.2敞開系統穩流過程的理想功和功損失3-121
6.3有效能和有效能分析3-122
參考文獻3-124
7相平衡計算3-125
7.1氣液平衡計算3-126
7.1.1泡點計算3-126
7.1.2露點計算3-127
7.1.3閃蒸計算3-128
7.2液液平衡計算3-129
7.3液固平衡計算3-129
7.4電解質溶液的相平衡計算3-130
7.5多分散系統的相平衡計算3-131
7.5.1具有簡單分布函式的系統3-131
7.5.2具有任意分布函式的系統3-133
7.6高分子溶液的相平衡計算3-135
7.7氣液相平衡計算——由T、p、x推算y3-139
7.8熱力學一致性檢驗3-142
參考文獻3-144
8化學平衡3-146
8.1標準平衡常數3-146
8.1.1氣相化學反應3-146
8.1.2多相化學反應3-147
8.1.3溶液化學反應3-148
8.2由熱力學性質計算標準平衡常數3-151
8.2.1利用標準生成焓、標準熵和標準恆壓熱容計算3-151
8.2.2利用標準生成吉布斯函式、標準生成焓和標準恆壓熱容計算3-151
8.3平衡組成的計算3-152
8.3.1一般化學反應3-152
8.3.2溶液化學反應3-153
8.4各種因素對平衡組成的影響3-153
8.4.1一般化學反應的壓力影響3-153
8.4.2溶液化學反應的壓力影響3-154
8.4.3溫度影響3-154
8.5多個化學反應同時存在時的平衡3-154
8.5.1平衡常數法3-155
8.5.2最小吉布斯函式法3-155
8.6化學反應的方向和限度，等溫方程3-156
參考文獻3-158
9界面與吸附現象的熱力學3-159
9.1吸附量3-159
9.1.1Guggenheim法3-159
9.1.2Gibbs法3-159
9.2界面熱力學3-160
9.2.1熱力學基本方程3-160
9.2.2平衡判據3-161
9.2.3Laplace方程3-162
9.2.4Kelvin方程3-163
9.2.5界面化學位3-163
9.2.6Gibbs吸附等溫式3-164
9.3混合物的界面張力3-164
9.3.1界面化學位法3-165
9.3.2Gibbs-Duhem方程法3-165
9.3.3實用的界面張力模型3-166
9.4分子熱力學模型3-167
9.4.1過量函式模型3-167
9.4.2界面狀態方程3-167
9.4.3實用的吸附等溫式3-168
9.5氣固吸附平衡3-169
參考文獻3-170
10電化學過程的熱力學3-171
10.1兩種電化學過程3-171
10.2電化學位3-172
10.3電池的電動勢3-172
10.3.1電動勢與活度的關係3-173
10.3.2電動勢與平衡常數的關係3-173
10.3.3電動勢與溫度的關係3-174
10.3.4電化學過程的有效能3-174
10.4膜電位與Donnan平衡3-174
11不可逆過程的熱力學3-176
11.1基本假定3-176
11.1.1局部平衡假定3-176
11.1.2不完全平衡假定3-176
11.2熵流和熵產生3-177
11.2.1離散系統的熵產生率3-177
11.2.2連續系統的熵產生率3-179
11.3廣義推動力和廣義通量3-179
11.3.1通量和推動力間的關係3-179
11.3.2Onsager倒易定理3-180
11.4套用舉例3-180
11.4.1動電現象3-180
11.4.2膜過程3-181
11.4.3連串反應的穩態3-183
參考文獻3-184
符號說明3-185
第4篇流體流動
1流體流動的基本原理與基本方程4-2
1.1流體的物理屬性4-2
1.2流體運動學4-4
1.2.1流動的分析描述4-4
1.2.2流動的幾何描述4-4
1.2.3流體微團運動分析4-5
1.2.4流體運動的分類4-7
1.2.5二維流動與流函式4-7
1.3流體運動的守恆原理和巨觀衡算4-8
1.3.1控制體和控制面4-8
1.3.2質量守恆4-8
1.3.3能量守恆4-9
1.3.4動量守恆4-14
1.3.5動量矩守恆4-16
1.4流體運動微分方程4-17
1.4.1連續性微分方程4-17
1.4.2理想流體動量守恆微分方程4-17
1.4.3黏性流體動量方程——應力形式4-18
1.4.4奈維-斯托克斯（Navier-Stokes）方程4-18
1.4.5運動方程的定解條件與無滑移條件4-19
1.5奈維-斯托克斯方程的解4-19
1.5.1精確解4-20
1.5.2近似解4-21
1.5.3數值解4-23
1.6流體動力相似與相似律4-23
1.7層流與湍流及臨界Re數4-24
1.8流動可視化與流動測量4-25
參考文獻4-26
2有旋流動與無旋流動4-28
2.1定義4-28
2.2渦旋運動特徵4-28
2.3渦旋的產生、擴展與消失——黏性作用4-29
2.4典型渦旋流動——Euler方程或N-S方程解析解4-29
2.4.1二維無黏渦旋4-29
2.4.2二維黏性渦旋，黏性效應：渦量擴散與能量耗散4-30
2.5無旋運動特徵與速度勢4-31
2.6無旋流理論的套用4-32
參考文獻4-33
3邊界層理論與外部繞流4-34
3.1邊界層概念及平面上的邊界層4-34
3.2曲面上的邊界層及邊界層分離4-37
3.3圓柱繞流4-39
3.3.1尾流邊界層4-39
3.3.2尾流結構隨Re變化4-40
3.4傳熱和傳質邊界層4-41
3.4.1傳熱邊界層4-41
3.4.2傳質邊界層4-44
3.5高速邊界層4-45
參考文獻4-45
4湍流理論與實驗觀測4-46
4.1湍流基本特徵4-46
4.2湍流運動基本方程4-46
4.3湍流半經驗理論4-47
4.3.1Boussinesq湍流黏度4-47
4.3.2Prandtl 混合長4-48
4.3.3壁面湍流多層結構4-49
4.3.4圓管湍流速度分布4-49
4.3.5湍流邊界層4-51
4.3.6自由湍流：射流4-52
4.4湍流統計理論及其套用4-54
4.4.1湍流統計特性參數4-54
4.4.2均勻湍流及Kolmogorov理論4-58
4.5剪下湍流擬序結構4-60
4.6湍流參數的實驗測量4-62
4.6.1熱絲流速儀4-62
4.6.2雷射流速儀4-63
4.6.3粒子圖像測速法4-63
4.6.4管流實驗測定結果4-63
4.7流動控制4-64
參考文獻4-65
5流動穩定性4-66
5.1兩類不穩定：對流/絕對不穩定4-66
5.2Benard渦和Benard對流4-66
5.3Marangoni對流和擴散對流4-67
5.4Taylor渦4-68
參考文獻4-69
6流體阻力計算4-70
6.1流體阻力的分類和機理4-70
6.2管路阻力4-74
6.2.1管道與管件4-74
6.2.2管路進口段壓力與剪下應力4-74
6.2.3直管阻力4-75
6.2.4局部阻力4-77
6.2.5非常規管道阻力計算4-80
6.2.6多孔管的阻力4-82
6.2.7非等溫流動的阻力4-84
6.3管路計算4-84
6.3.1簡單管路4-85
6.3.2複雜管路及管網4-88
參考文獻4-93
7流體均布4-95
7.1流動均勻性的表示方法4-95
7.2改善流體均勻分布的方法4-96
參考文獻4-99
8可壓縮流動4-100
8.1氣體流動的摩擦因子和能量方程4-100
8.2等溫流動4-100
8.3絕熱流動（等熵流動）4-101
8.4噴管中的氣體流動4-101
參考文獻4-103
9稀薄氣體動力學4-104
9.1克努森數與低壓下氣體流動狀態4-104
9.2流導、流量和抽氣速率4-105
9.3黏滯流的流導4-106
9.4分子流的流導4-106
9.5過渡流的流導4-106
9.6管路及閥門的壓降4-107
參考文獻4-107
10非定常流4-108
10.1水錘4-108
10.2汽蝕4-108
參考文獻4-109
11多孔介質中的流動4-110
11.1多孔介質結構4-110
11.2多孔介質中流動的基本定律、Darcy定律及其修正4-112
11.2.1代表性單元體積與體積平均速度4-112
11.2.2Darcy定律4-112
11.2.3Darcy 定律修正4-112
參考文獻4-113
12氣液兩相流動4-114
12.1氣泡/液滴動力學4-114
12.1.1氣泡形成過程及影響氣泡大小的因素4-114
12.1.2氣泡上升速度及其運動4-117
12.1.3液滴阻力曲線與終端速度曲線4-124
12.1.4表面活性物質效應及其相關模型4-125
12.2液膜流動4-127
12.2.1基本特性4-127
12.2.2液膜流體動力學4-128
12.3管內氣液兩相流動4-130
12.3.1基本流動參數4-130
12.3.2基本流型4-132
12.3.3持料量4-136
12.3.4氣液兩相流動壓降、兩相模型4-140
參考文獻4-146
13非牛頓流體的流動4-148
13.1按流變行為的分類4-148
13.1.1非牛頓流體的黏度4-148
13.1.2廣義牛頓流體4-149
13.1.3依時性流體（觸變性）4-151
13.1.4黏彈性流體4-151
13.2廣義牛頓流體的管內流動4-151
13.2.1充分發展的層流流動4-151
13.2.2從層流向湍流的過渡4-155
13.2.3管內湍流的速度分布4-156
13.2.4流動阻力和摩擦因子4-157
13.3非牛頓流體繞流邊界層4-161
13.4黏彈性流體的流動4-161
13.4.1黏彈性流體的特異流動行為4-161
13.4.2黏彈性流體的定常剪下行為4-162
13.4.3黏彈性流體的本構方程及其力學行為4-165
13.4.4拉伸流動4-169
13.5流變參數的實驗測定4-172
13.5.1毛細管流變儀4-172
13.5.2旋轉圓筒流變儀4-175
13.5.3錐板流變儀4-176
參考文獻4-177
14微流動4-178
14.1概述4-178
14.2微尺度效應4-178
14.3控制方程與滑移模型4-179
14.4微尺度的熱效應4-180
14.4.1熱蠕變4-180
14.4.2微泊肅葉流（Poiseuille flow）中的熱傳遞4-180
14.4.3微庫特流（Couette flow）中的熱傳遞4-181
14.5微流道及其特點4-181
參考文獻4-183
15計算流體力學4-184
15.1概述4-184
15.2計算區域及控制方程的離散化4-185
15.2.1空間區域的離散化4-185
15.2.2控制方程的離散化4-186
15.3離散方程解法4-189
15.3.1數值解的計算誤差源4-189
15.3.2離散方程的數學性質4-189
15.3.3離散方程的直接解法及疊代法4-189
15.4求解Navier-Stokes方程的壓力修正方法4-191
15.4.1交錯格線4-191
15.4.2SIMPLE算法4-191
15.5湍流模型4-192
15.5.1湍流數值模擬方法4-192
15.5.2湍流模型4-192
15.6多相流模擬4-195
15.6.1多相流的數值模擬方法4-195
15.6.2多相流數值模型4-195
15.7反應流模擬4-197
15.8其他數值方法4-197
參考文獻4-198
第5篇流體輸送
概述5-2
1流體輸送管路5-3
1.1流體輸送管路選擇的原則5-3
1.2管內介質的流速範圍5-3
1.3管徑的選擇5-6
1.3.1管徑的計算5-6
1.3.2利用算圖選管徑5-7
1.4真空管路5-10
1.5壓力管道類別、級別5-10
1.5.1GA類[長輸（油氣）管道]5-10
1.5.2GB類（公用管道）5-10
1.5.3GC類（工業管道）5-10
1.5.4GD類（動力管道）5-11
1.6《工業金屬管道設計規範》的管道分類5-11
參考文獻5-12
2氣體輸送機械概述5-13
2.1分類與特點5-13
2.2理論基礎5-14
2.2.1氣體狀態方程5-14
2.2.2氣體在壓縮機內的熱力狀態變化過程和壓縮功5-15
2.2.3真實氣體壓縮功計算5-16
參考文獻5-16
3容積式壓縮機5-17
3.1活塞式壓縮機5-17
3.1.1分類與結構5-17
3.1.2工作原理及主要參數5-18
3.1.3結構型式及主要零部件5-24
3.1.4活塞式壓縮機的選型5-30
3.1.5壓縮機的變工況工作5-32
3.1.6壓縮機排氣量的調節5-33
3.2其他類型壓縮機5-34
3.2.1螺桿式壓縮機5-34
3.2.2羅茨鼓風機5-37
3.2.3滑片式壓縮機5-38
3.2.4液環式壓縮機5-40
3.2.5隔膜壓縮機5-41
3.2.6超高壓壓縮機5-42
參考文獻5-44
4速度式（透平式）壓縮機5-45
4.1分類5-45
4.2離心式鼓風機與壓縮機5-45
4.2.1構造與特點5-45
4.2.2理論基礎5-46
4.2.3結構及主要零部件5-49
4.2.4選型5-54
4.2.5主要輔機與輔助設備5-56
4.2.6性能曲線、調節5-57
4.3軸流式壓縮機5-59
4.3.1結構及功能5-59
4.3.2特性曲線及其估算5-61
4.3.3調節、防喘振和安全工作區5-61
4.4通風機5-63
4.4.1化工用通風機的特殊要求5-63
4.4.2原理、結構和選型5-64
4.5複合式壓縮機5-66
4.6整體內部齒輪壓縮機5-66
4.7磁力軸承離心式壓縮機5-67
參考文獻5-69
5化工用泵5-70
5.1特點、分類及工作原理5-70
5.1.1特點5-70
5.1.2分類及工作原理5-70
5.2葉片式泵5-71
5.2.1泵的性能參數5-71
5.2.2理論基礎、基本方程5-73
5.2.3離心泵5-74
5.2.4部分流泵5-81
5.2.5旋渦泵5-82
5.2.6軸流泵5-83
5.3容積式泵5-84
5.3.1泵的基本參數5-85
5.3.2容積式泵的性能曲線和性能換算5-85
5.3.3往復泵5-87
5.3.4轉子泵5-89
5.3.5真空泵5-90
5.3.6化工特殊用泵5-93
5.4無密封離心泵5-98
5.4.1磁力泵5-98
5.4.2禁止泵5-101
5.5流體動密封5-105
5.5.1填料密封5-105
5.5.2機械密封5-106
5.6化工用泵的選型5-112
5.6.1選型依據5-112
5.6.2選型步驟5-113
5.6.3確定泵的台數、備用率5-114
參考文獻5-115
6壓縮機的故障診斷技術及典型案例5-116
6.1往復壓縮機狀態監測與故障診斷5-116
6.1.1大型往復壓縮機的狀態監測與故障診斷5-116
6.1.2往復壓縮機典型故障特徵分析與診斷實例5-116
6.2離心壓縮機的狀態監測與故障診斷5-123
6.2.1離心壓縮機的狀態監測5-123
6.2.2透平機械故障一次原因分析5-124
6.2.3離心壓縮機的故障診斷實例5-124
6.3往復壓縮機管線振動故障診斷案例5-128
參考文獻5-133
7工業汽輪機5-134
7.1汽輪機的基本原理和分類5-134
7.1.1汽輪機的基本工作原理5-134
7.1.2汽輪機的分類5-134
7.2工業汽輪機的結構及特點5-136
7.2.1工業汽輪機的結構5-136
7.2.2工作特點5-139
7.3工業汽輪機的調節保全系統5-143
7.3.1基本調節規律5-143
7.3.2工業汽輪機的調節系統5-145
7.3.3工業汽輪機的保全系統5-147
7.4汽輪機變工況5-149
7.4.1背壓式汽輪機的變工況5-149
7.4.2抽汽式汽輪機的變工況5-149
7.4.3變工況運行對汽輪機主要零部件強度的影響5-150
7.4.4工業汽輪機蒸汽參數波動的允許範圍5-151
7.5工業汽輪機的選型5-152
7.5.1化工用工業汽輪機型式的選擇5-152
7.5.2幾種常用的工業汽輪機特性5-152
7.5.3汽輪機型式的選擇5-153
參考文獻5-154
符號說明5-155
第6篇攪拌及混合
1概論6-2
1.1攪拌釜的結構6-2
1.1.1釜體6-2
1.1.2攪拌器6-2
1.1.3擋板6-4
1.1.4導流筒6-5
1.2攪拌釜內流體的流動特性6-5
1.2.1流型6-5
1.2.2速度分布6-6
1.2.3湍流特性6-6
1.3攪拌過程常用的無量綱數群及其意義6-10
1.4攪拌效果的量度及其影響因素6-12
參考文獻6-13
2攪拌槳的分類及其特性6-14
2.1按流動的形態分類6-14
2.1.1軸向流攪拌槳6-14
2.1.2徑向流攪拌槳6-18
2.2適用於高黏度流體的槳型6-20
2.2.1錨式槳及框式槳6-20
2.2.2螺桿式槳及螺帶式槳6-21
參考文獻6-24
3低黏度互溶液體的混合6-25
3.1過程的特徵及其基本原理6-25
3.2槳型的選擇6-25
3.3設計計算6-26
3.4多層槳6-28
4高黏度液體的混合6-29
4.1高黏度液體的混合機理6-29
4.2高黏度液體攪拌槳的混合性能6-29
4.2.1混合性能指標6-29
4.2.2各種攪拌槳的混合性能6-30
4.3非牛頓流體的混合6-32
4.3.1非牛頓流體的分類6-32
4.3.2非牛頓流體性質對混合的影響6-33
4.4攪拌槳型式的選擇6-33
4.5牛頓流體的攪拌功率6-33
4.5.1錨式攪拌槳的攪拌功率6-33
4.5.2螺帶式攪拌槳的攪拌功率6-34
4.5.3多種型式高黏度攪拌槳的KP值6-34
4.6非牛頓流體的攪拌功率6-35
4.6.1假塑性流體的攪拌功率6-35
4.6.2賓漢塑性流體的攪拌功率6-41
4.6.3觸變性流體的攪拌功率6-42
4.6.4黏彈性流體的混合及功率6-42
參考文獻6-44
5固液懸浮6-45
5.1過程特徵及其基本原理6-45
5.1.1固體顆粒懸浮狀態6-45
5.1.2固體顆粒的沉降速度6-45
5.1.3固液懸浮機理6-47
5.2攪拌設備選型6-47
5.2.1攪拌槳的型式6-47
5.2.2攪拌槳參數的確定6-47
5.2.3攪拌釜的結構6-48
5.3攪拌槳的工藝設計6-48
5.3.1懸浮臨界轉速6-48
5.3.2工藝設計6-50
5.3.3固液懸浮攪拌槳設計實例6-51
5.4帶導流筒的攪拌釜6-53
5.4.1流動特性6-53
5.4.2攪拌槳型式6-53
5.4.3導流筒直徑與釜直徑之比6-53
5.4.4固液傳質6-54
參考文獻6-55
6氣液分散6-56
6.1過程特徵6-56
6.1.1通氣式氣液攪拌器及其釜體結構6-56
6.1.2自吸式氣液攪拌器及釜體結構6-57
6.2氣液攪拌釜的分散特性6-59
6.2.1攪拌釜內的氣液流動狀態6-59
6.2.2最大通氣速度6-60
6.2.3氣泡直徑、氣含率、比表面積6-60
6.3氣液攪拌釜的傳質特性6-62
6.4攪拌器型式的選擇6-63
6.5通氣時的功率計算6-63
6.5.1通氣功率6-63
6.5.2不通氣時的功率確定6-65
參考文獻6-68
7液液分散6-70
7.1過程特徵6-70
7.2液液攪拌釜的分散特性6-71
7.3槳型選擇與釜體結構6-73
7.4達到要求的分散程度所需的攪拌功率6-73
參考文獻6-76
8氣液固三相混合6-77
8.1過程特徵6-77
8.2氣液固三相混合原理6-77
8.2.1氣液分散6-77
8.2.2固體顆粒懸浮6-78
8.3攪拌設備選型6-79
參考文獻6-79
9粉體混合6-81
9.1過程特徵6-81
9.2粉體混合特性6-81
9.3粉體混合設備的設計6-83
參考文獻6-86
10攪拌釜的傳熱6-88
10.1攪拌釜內壁傳熱膜係數h的計算6-88
10.1.1渦輪類攪拌槳、帶擋板釜6-88
10.1.2渦輪類攪拌槳、無擋板釜6-88
10.1.3三葉推進式攪拌槳6-89
10.1.4六葉後彎式攪拌槳6-89
10.1.5MIG攪拌槳6-89
10.1.6螺帶式攪拌槳6-89
10.2攪拌釜內盤管外側傳熱膜係數hi的計算6-92
10.2.1渦輪攪拌槳、無擋板釜6-92
10.2.2渦輪攪拌槳、有擋板釜6-92
10.2.3三葉推進式攪拌槳6-92
10.2.4六葉後彎式攪拌槳6-92
10.2.5雙層盤管6-92
10.3攪拌釜內垂直管外壁傳熱膜係數hc的計算6-92
10.4攪拌釜內垂直板式蛇管的傳熱膜係數h′c的計算6-93
10.5計算實例6-93
11攪拌釜的CFD模擬與最佳化6-95
11.1攪拌釜內流動場的CFD模擬6-95
11.1.1單相流場6-95
11.1.2多相流場6-98
11.2攪拌釜內濃度場的CFD模擬6-101
11.2.1相內質量傳遞6-101
11.2.2相際質量傳遞6-101
11.3攪拌釜內溫度場的CFD模擬6-103
11.4攪拌釜內反應過程的CFD模擬6-104
參考文獻6-105
12攪拌釜的放大6-106
12.1前言6-106
12.2攪拌釜放大的準則及方法6-106
12.3幾何相似放大時攪拌性能參數的變化關係6-107
12.4互溶液體混合過程的放大6-108
12.4.1幾何相似放大6-108
12.4.2非幾何相似放大6-108
12.5氣液分散、液液分散過程的放大6-110
12.6固液懸浮過程的放大6-111
12.7氣液固三相體系的放大6-111
參考文獻6-113
13混合過程強化新技術6-114
13.1動靜轉子混合技術6-114
13.1.1動靜轉子反應器的原理6-114
13.1.2動靜轉子反應器6-114
13.1.3研究方法6-114
13.1.4套用6-116
13.2高速撞擊流混合技術6-117
13.2.1撞擊流技術原理6-117
13.2.2撞擊流的特性6-117
13.2.3撞擊流技術的研究6-118
13.2.4撞擊流的套用6-119
13.3微通道混合技術6-120
13.3.1微通道混合技術的原理及特點6-120
13.3.2微通道反應器6-121
13.3.3套用6-121
13.4旋轉填充床混合技術6-122
13.4.1旋轉填充床技術的原理6-122
13.4.2旋轉填充床反應器6-123
13.4.3旋轉填充床的研究6-125
13.4.4旋轉填充床的套用6-125
參考文獻6-126
符號說明6-128
本卷索引本卷索引1
