化工原理(2020年陳敏恆主編教材)

《化工原理》（第五版）是2020年由陳敏恆主編、化學工業出版社出版的教材。

基本介紹

• 書名：化工原理（第五版）
• 作者：陳敏恆、叢德滋、齊鳴齋、潘鶴林、黃婕
• 類別：高等學校教材
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2020年9月 
• 定價：49.00 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122343468 
• ISBN（下冊）：9787122356918 

內容簡介

《化工原理》（第五版）以傳遞過程作為貫穿化工單元操作的主線，從典型實例的剖析中提煉若干重要的工程觀點，以期提高讀者處理實際工程問題的能力。本書內容體系完整，概念論述清楚，突出工程特點，注意套用實踐。 《化工原理》（第五版）分為上、下兩冊，上冊共7章，包括：流體流動，流體輸送機械，液體的攪拌，流體通過顆粒層的流動，顆粒的沉降和流態化，傳熱，蒸發。下冊共7章，包括：氣體吸收，液體精餾，氣液傳質設備，液液萃取，其他傳質分離方法，熱、質同時傳遞過程，固體乾燥。每章均配有例題、習題和思考題。本書主要章節配有微課和動畫視頻，讀者可掃描書中二維碼觀看。

第1章流體流動5

1.1概述5

1.1.1流體流動的考察方法5

1.1.2流體流動中的作用力6

1.1.3流體流動中的機械能8

思考題8

1.2流體靜力學8

1.2.1靜壓強在空間的分布8

1.2.2靜力學方程的物理意義10

1.2.3壓強的表示方法10

1.2.4壓強的靜力學測量方法10

思考題12

1.3流體流動中的守恆原理13

1.3.1質量守恆13

1.3.2機械能守恆14

1.3.3動量守恆19

思考題21

1.4流體流動的內部結構21

1.4.1流動的類型21

1.4.2湍流的基本特徵23

1.4.3邊界層及邊界層脫體24

1.4.4圓管內流體運動的數學描述26

思考題28

1.5阻力損失28

1.5.1兩種阻力損失28

1.5.2湍流直管阻力損失的實驗研究方法29

1.5.3直管阻力損失的計算式30

1.5.4局部阻力損失32

思考題35

1.6流體輸送管路的計算35

1.6.1管路分析36

1.6.2管路計算37

1.6.3可壓縮流體的管路計算45

思考題47

1.7流速和流量的測定48

1.7.1畢託管48

1.7.2孔板流量計50

1.7.3轉子流量計52

1.8非牛頓流體與流動54

1.8.1非牛頓流體的基本特性54

1.8.2非牛頓流體流動與減阻現象56

習題58

符號說明67

第2章流體輸送機械68

2.1概述68

思考題69

2.2離心泵69

2.2.1離心泵的工作原理69

2.2.2離心泵的特性曲線73

2.2.3離心泵的流量調節和組合操作76

2.2.4離心泵的安裝高度78

2.2.5離心泵的類型與選用80

思考題84

2.3往復泵84

2.3.1往復泵的作用原理和類型84

2.3.2往復泵的流量調節84

思考題86

2.4其他化工用泵86

2.4.1非正位移泵86

2.4.2正位移泵87

2.4.3各類化工用泵的比較與選擇88

思考題89

2.5氣體輸送機械89

2.5.1通風機89

2.5.2鼓風機91

2.5.3壓縮機92

2.5.4真空泵93

思考題95

習題95

符號說明98

第3章液體的攪拌99

3.1概述99

3.1.1攪拌器的類型99

3.1.2混合效果的度量101

思考題102

3.2混合機理102

3.2.1攪拌器的兩個功能102

3.2.2均相液體的混合機理103

3.2.3非均相物系的混合機理104

思考題105

3.3攪拌器的性能105

3.3.1幾種常用攪拌器的性能105

3.3.2改善攪拌效果的措施106

思考題107

3.4攪拌功率107

3.4.1攪拌器的混合效果與功率消耗107

3.4.2功率曲線107

3.4.3攪拌功率的分配110

思考題111

3.5攪拌器的放大111

思考題112

3.6其他混合設備112

習題114

符號說明115

第4章流體通過顆粒層的流動116

4.2顆粒床層的特性116

4.2.1單顆粒的特性116

4.2.2顆粒群的特性117

4.2.3床層特性120

思考題121

4.3流體通過固定床的壓降121

4.3.1顆粒床層的簡化模型121

4.3.2量綱分析法和數學模型法的比較124

思考題125

4.4過濾過程125

4.4.1過濾原理125

4.4.2過濾過程的數學描述128

4.4.3間歇過濾的濾液量與過濾時間的關係130

4.4.4洗滌速率與洗滌時間133

4.4.5過濾過程的計算133

思考題134

4.5過濾設備和操作強化134

4.5.1過濾設備134

4.5.2加快過濾速率的途徑142

思考題143

習題143

符號說明145

第5章顆粒的沉降和流態化146

5.2顆粒的沉降運動146

5.2.1流體對固體顆粒的曳力146

5.2.2靜止流體中顆粒的自由沉降148

思考題152

5.3沉降分離設備152

5.3.1重力沉降設備152

5.3.2離心沉降設備155

5.3.3力學分離方法的選擇162

思考題163

5.4固體流態化技術163

5.4.1流化床的基本概念163

5.4.2實際的流化現象164

5.4.3流化床的主要特性164

5.4.4流化床的操作範圍167

5.4.5改善流化質量的措施168

5.4.6流化床分離器169

思考題170

5.5氣力輸送170

5.5.1概述170

5.5.2氣力輸送裝置171

5.5.3稀相輸送的流動特性173

思考題174

習題174

符號說明175

第6章傳熱177

6.1概述177

6.1.1傳熱目的和方式177

6.1.2傳熱過程179

思考題180

6.2熱傳導180

6.2.1傅立葉定律和熱導率180

6.2.2通過平壁的定態導熱過程181

6.2.3通過圓筒壁的定態導熱過程182

6.2.4通過多層壁的定態導熱過程183

思考題185

6.3對流給熱185

6.3.1對流給熱過程分析185

6.3.2對流給熱過程的數學描述187

6.3.3無相變的對流給熱係數的經驗關聯式189

思考題194

6.4沸騰給熱與冷凝給熱194

6.4.1沸騰給熱194

6.4.2沸騰給熱過程強化196

6.4.3蒸汽冷凝給熱197

6.4.4冷凝給熱係數197

6.4.5其他影響冷凝給熱的因素及強化措施200

思考題201

6.5熱輻射201

6.5.1固體輻射202

6.5.2氣體輻射210

思考題211

6.6傳熱過程的計算211

6.6.1傳熱過程的數學描述211

6.6.2傳熱過程基本方程式215

6.6.3換熱器的設計型計算218

6.6.4換熱器的操作型計算219

6.6.5非定態傳熱過程的擬定態處理226

思考題227

6.7換熱器228

6.7.1間壁式換熱器的類型228

6.7.2管殼式換熱器的設計和選用231

6.7.3換熱器的其他類型240

思考題245

習題245

符號說明250

第7章蒸發252

7.1概述252

7.1.1蒸發操作的目的和方法252

7.1.2蒸發操作的特點252

思考題253

7.2蒸發設備253

7.2.1常用蒸發器253

7.2.2蒸發器的傳熱係數256

7.2.3蒸發輔助設備257

思考題258

7.3單效蒸發計算258

7.3.1物料衡算258

7.3.2熱量衡算259

7.3.3蒸發速率與傳熱溫度差259

7.3.4單效蒸發過程的計算261

7.4蒸發操作的經濟性和多效蒸發262

7.4.1衡量蒸發操作經濟性的方法262

7.4.2蒸發操作的節能方法263

7.4.3多效蒸發過程分析265

思考題267

習題267

符號說明268

附錄269

一、部分物理量的單位和量綱269

二、水與蒸汽的物理性質269

三、乾空氣的物理性質（p=101.33kPa）272

四、液體及水溶液的物理性質273

五、氣體的重要物理性質286

六、固體性質292

七、管子規格294

八、泵與風機297

九、換熱器300

十、標準篩目306

十一、氣體常數Ｒ307

十二、量綱分析方法和π定理307

第8章氣體吸收1

8.2氣液相平衡4

8.2.1平衡溶解度4

8.2.2相平衡與吸收過程的關係6

8.3擴散和單相傳質8

8.3.1雙組分混合物中的分子擴散8

8.3.2擴散係數11

8.3.3對流傳質14

8.3.4對流傳質理論15

8.4相際傳質16

8.4.1相際傳質速率16

8.4.2傳質阻力的控制步驟與界面濃度18

8.5低濃度氣體吸收19

8.5.1吸收過程的數學描述19

8.5.2傳質單元數的計算方法21

8.5.3吸收塔的設計型計算24

8.5.4吸收塔的操作型計算31

8.5.5理論板數的計算36

8.6高濃度氣體吸收和化學吸收38

8.6.1高濃度氣體吸收38

8.6.2化學吸收41

習題44

符號說明47

第9章液體精餾49

9.2雙組分溶液的汽液平衡50

9.2.1理想物系的汽液平衡50

9.2.2非理想物系的汽液平衡53

9.3平衡蒸餾與簡單蒸餾58

9.3.1平衡蒸餾58

9.3.2簡單蒸餾59

9.4精餾60

9.4.1精餾過程60

9.4.2精餾過程數學描述的基本方法61

9.4.3塔板上過程的數學描述62

9.4.4塔段的數學描述66

9.5雙組分精餾的設計型計算68

9.5.1理論板數的計算68

9.5.2回流比的選擇72

9.5.3加料熱狀態的選擇75

9.5.4雙組分精餾過程的其他類型77

9.5.5平衡線為直線時理論板數的解析計算80

9.6雙組分精餾的操作型計算81

9.6.1精餾過程的操作型計算81

9.6.2精餾塔的溫度分布和靈敏板83

9.7間歇精餾86

9.7.1間歇精餾過程的特點86

9.7.2保持餾出液組成恆定的間歇精餾86

9.7.3保持回流比恆定的間歇精餾88

9.8恆沸精餾與萃取精餾89

9.8.1恆沸精餾90

9.8.2萃取精餾91

9.10多組分精餾基礎93

9.10.1多組分精餾流程方案的選擇93

9.10.2多組分的汽液平衡94

9.10.3多組分精餾的關鍵組分和物料衡算97

9.10.4多組分精餾理論板數的計算99

習題102

符號說明105

第10章氣液傳質設備107

10.1板式塔107

10.1.1概述107

10.1.2篩板上的氣液接觸狀態108

10.1.3氣體通過篩板的阻力損失109

10.1.4篩板塔內氣液兩相的非理想流動110

10.1.5板式塔的不正常操作現象113

10.1.6板效率的各種表示方法及其套用115

10.1.7提高塔板效率的措施120

10.1.8塔板型式122

10.1.9篩板塔的設計128

10.2填料塔137

10.2.1填料塔的結構及填料特性137

10.2.2氣液兩相在填料層內的流動140

10.2.3填料塔的傳質145

10.2.4填料塔的附屬結構147

10.2.5填料塔與板式塔的比較148

習題149

符號說明150

第11章液液萃取152

11.1概述152

11.1.1液液萃取過程152

11.1.2兩相的接觸方式153

11.2液液相平衡154

11.2.1三角形相圖154

11.2.2部分互溶物系的相平衡156

11.2.3液液相平衡與萃取操作的關係158

11.3萃取過程的計算160

11.3.1萃取級的數學描述160

11.3.2單級萃取161

11.3.3多級錯流萃取163

11.3.4多級逆流萃取165

11.3.5完全不互溶物系萃取過程的計算166

11.3.6回流萃取169

11.3.7微分接觸式逆流萃取169

11.4萃取設備170

11.4.1萃取設備的主要類型170

11.4.2逐級接觸式萃取設備171

11.4.3微分接觸式萃取設備172

11.4.4液液傳質設備的選擇174

11.5超臨界流體萃取和液膜萃取175

11.5.1超臨界流體萃取175

11.5.2液膜萃取178

習題179

符號說明181

第12章其他傳質分離方法182

12.1溶液結晶182

12.1.1概述182

12.1.2溶解度與溶液的過飽和183

12.1.3結晶機理與動力學185

12.1.4結晶過程的物料和熱量衡算186

12.1.5結晶設備188

12.1.6其他結晶方法190

12.2吸附分離191

12.2.1概述191

12.2.2吸附相平衡193

12.2.3傳質及吸附速率196

12.2.4固定床吸附過程分析197

12.2.5吸附分離設備201

12.3膜分離203

12.3.1概述203

12.3.2反滲透205

12.3.3超濾207

12.3.4電滲析209

12.3.5氣體混合物的分離210

12.3.6膜分離設備211

12.4常規分離方法的選擇213

習題214

符號說明215

第13章熱、質同時傳遞過程216

13.2氣液直接接觸時的傳熱和傳質218

13.2.1過程的分析218

13.2.2濕球溫度與絕熱飽和溫度的關係221

13.3過程的計算222

13.3.1熱、質同時傳遞時過程的數學描述222

13.3.2逐段計算法223

13.3.3以焓差為推動力的近似計算法225

習題228

符號說明229

第14章固體乾燥230

14.1概述230

14.1.1固體去濕方法230

14.1.2對流乾燥流程及經濟性230

14.2乾燥靜力學231

14.2.1濕空氣的狀態參數231

14.2.2濕空氣狀態的變化過程234

14.2.3水分在氣-固兩相間的平衡236

14.3乾燥速率與乾燥過程計算238

14.3.1物料在定態空氣條件下的乾燥速率238

14.3.2間歇乾燥過程的計算240

14.3.3連續乾燥過程一般特性244

14.3.4乾燥過程的物料衡算與熱量衡算245

14.3.5乾燥過程的熱效率248

14.3.6連續乾燥過程設備容積的計算方法250

14.4乾燥器252

14.4.1乾燥器的基本要求252

14.4.2常用對流式乾燥器253

14.4.3非對流式乾燥器257

習題259

符號說明261

附錄262

一、氣體的擴散係數262

二、幾種氣體溶於水時的亨利係數263

三、某些二元物系的汽液平衡組成263

四、某些三元物系的液液平衡數據264

五、填料的特性265

作者簡介

陳敏恆，華東理工大學教授，浙江諸暨人，化學工程專家，原華東理工大學校長。1953年加入中國共產黨。1955年畢業於華東化工學院（今華東理工大學）有機系。歷任華東化工學院副教授、教授、化學工程系主任、院長，華東理工大學校長，國務院學位委員會第二屆學科評議組成員，中國化學工程學會首屆副理事長。1991年當選為中國科學院學部委員(化學部)。六十年代初將馬爾可夫鏈理論用於化學工程研究，八十年代致力於化工網路優切法。在丁烯氧化脫氫絕熱床反應器開發、多元萃取精餾過程的新逐級板計算方法的研究方面取得成果。