化工單元操作及設備（第二版）

《化工單元操作及設備（第二版）》是2015年化學工業出版社出版的圖書，作者是冷士良、陸清、宋志軒。

基本信息

化工單元操作及設備(第二版)

所屬類別

教材 >> 高職 >> 高職化工

作者：冷士良、陸清、宋志軒 主編

出版日期：2015年8月 書號：978-7-122-20560-5

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：411頁

內容簡介

本教材分上下兩篇，上篇包括流體輸送、傳熱和冷凍，下篇包括非均相物系分離、蒸餾、氣體吸收、乾燥、蒸發、結晶、萃取和新型單元操作及分離方法的選擇，可供學習者根據實際選學選用。

本書可以作為化工技術類各專業及相關專業的教材及化工職業資格培訓教材，也可以作為各類化工套用型人才及教師的參考書。

目錄

緒論1

0.1化工生產過程1

0.2單元操作2

0.3本門課程的性質、內容和任務3

0.4本課程解決問題的主要方法4

0.4.1物料衡算4

0.4.2能量衡算5

0.4.3平衡關係5

0.4.4過程速率6

0.5單位的正確使用6

思考題7

自測題7

上篇

第1章流體輸送11

學習目標11

1.1概述11

1.1.1流體輸送在化工生產中的套用12

1.1.2常見流體輸送方式12

1.1.3流體的物理性質及測定12

1.2輸送任務的表達18

1.2.1流量與流速18

1.2.2流量方程式19

1.2.3連續性方程19

1.3化工管路21

1.3.1化工管路的構成與標準化21

1.3.2化工管路的布置與安裝24

1.4伯努利方程及其套用26

1.4.1伯努利方程26

1.4.2伯努利方程的套用29

1.5流體輸送時的流動阻力34

1.5.1流體阻力產生的原因34

1.5.2流體阻力計算35

1.5.3管路設計時減少流體阻力的措施43

1.6流量測量43

1.6.1孔板流量計44

1.6.2文丘里流量計46

1.6.3轉子流量計46

1.7流體輸送設備47

1.7.1離心泵47

1.7.2其他類型泵58

1.7.3往復式壓縮機62

1.7.4離心式壓縮機63

1.7.5其他氣體壓送機械65

1.8流體輸送節能技術簡介68

思考題68

習題69

自測題73

本章主要符號說明75

第2章傳熱76

學習目標76

2.1概述76

2.1.1傳熱在化工生產中的套用76

2.1.2傳熱過程的類型77

2.1.3載熱體及其選擇77

2.1.4工業換熱方法77

2.2傳熱的基本方式78

2.2.1傳導傳熱79

2.2.2對流傳熱79

2.2.3輻射傳熱79

2.3間壁傳熱79

2.3.1總傳熱速率方程及其套用79

2.3.2傳熱速率80

2.3.3傳熱推動力的計算83

2.3.4傳熱係數的獲取方法87

2.3.5強化與削弱傳熱98

2.3.6傳熱計算舉例101

2.4換熱器104

2.4.1換熱器的分類104

2.4.2間壁式換熱器簡介105

2.4.3列管換熱器的型號與系列標準110

2.4.4列管式換熱器的選用與設計原則111

2.4.5換熱器的使用與維護113

2.5換熱與節能116

2.5.1採用集成設計技術和建立聯合裝置116

2.5.2採用氣電或熱電聯產技術116

2.5.3合理利用低溫熱能和蒸汽117

2.5.4採用新型節能技術117

2.5.5換熱系統氣阻的危害案例分析117

思考題117

習題118

自測題119

本章主要符號說明121

第3章冷凍123

學習目標123

3.1概述123

3.1.1工業生產中的冷凍操作123

3.1.2人工製冷方法123

3.2壓縮製冷基本原理124

3.2.1單級壓縮蒸發製冷的工作過程124

3.2.2操作溫度的選擇125

3.2.3多級壓縮製冷126

3.3冷凍能力128

3.3.1冷凍能力的表示128

3.3.2標準冷凍能力128

3.4冷凍劑與載冷體129

3.4.1冷凍劑129

3.4.2載冷體130

3.5壓縮製冷裝置131

3.5.1壓縮機132

3.5.2冷凝器132

3.5.3蒸發器132

3.5.4節流膨脹閥133

思考題134

自測題134

本章主要符號說明134

下篇

第4章非均相物系分離137

學習目標137

4.1概述137

4.1.1非均相物系分離在化工生產中的套用137

4.1.2常見非均相物系分離的方法138

4.2沉降138

4.2.1重力沉降139

4.2.2離心沉降143

4.3過濾147

4.3.1過濾的基本知識148

4.3.2過濾設備150

4.4氣體的其他淨制方法154

4.4.1慣性除塵器154

4.4.2靜電除塵器154

4.4.3文丘里除塵器155

4.4.4泡沫除塵器155

4.4.5袋濾器155

4.5非均相物系分離方法的選擇155

4.5.1氣體非均相物系156

4.5.2液體非均相物系156

思考題156

習題156

自測題157

本章主要符號說明158

第5章蒸餾159

學習目標159

5.1概述159

5.1.1蒸餾在化工生產中的套用159

5.1.2氣液相平衡160

5.1.3精餾原理和流程163

5.2精餾的物料衡算165

5.2.1全塔物料衡算165

5.2.2精餾段物料衡算166

5.2.3提餾段物料衡算167

5.2.4加料板物料衡算167

5.3塔板數的確定169

5.3.1實際板數與板效率169

5.3.2理論板數的確定方法169

5.4連續精餾的操作分析174

5.4.1進料狀況對精餾的影響174

5.4.2回流比的影響175

5.4.3操作溫度及壓力的影響177

5.5精餾過程的熱量平衡與節能178

5.5.1熱量衡算178

5.5.2節能措施180

5.6其他蒸餾方式182

5.6.1簡單蒸餾182

5.6.2閃蒸182

5.6.3間歇精餾183

5.6.4多組分精餾183

5.6.5特殊精餾184

5.7精餾設備185

5.7.1板式塔186

5.7.2輔助設備188

5.8精餾塔的操作189

5.8.1操作步驟189

5.8.2不正常現象及處理190

思考題190

習題191

自測題192

本章主要符號說明194

第6章氣體吸收195

學習目標195

6.1概述195

6.1.1氣體吸收在化工生產中的套用196

6.1.2氣體吸收的分類197

6.1.3吸收劑的選擇197

6.2從溶解相平衡看吸收操作198

6.2.1氣液相平衡關係198

6.2.2吸收條件205

6.2.3氣液相平衡關係對吸收操作的意義205

6.3吸收速率206

6.3.1傳質基本方式206

6.3.2雙膜理論208

6.3.3吸收速率209

6.3.4影響吸收速率的因素213

6.4吸收的物料衡算214

6.4.1全塔物料衡算214

6.4.2吸收操作線216

6.4.3吸收劑用量218

6.5塔徑的計算221

6.6填料層高度的確定221

6.6.1填料層高度的確定方法221

6.6.2填料層高度的計算224

6.7吸收操作分析229

6.7.1影響吸收操作的因素229

6.7.2吸收塔的操作233

6.8其他吸收與解吸234

6.8.1化學吸收234

6.8.2高濃度吸收235

6.8.3多組分吸收235

6.8.4解吸236

6.9吸收設備239

6.9.1填料塔239

6.9.2填料240

6.9.3輔助設備247

6.9.4填料塔的流體力學性能249

思考題250

習題251

自測題252

本章主要符號說明254

第7章乾燥255

學習目標255

7.1概述255

7.1.1乾燥在工業生產中的套用及乾燥方法255

7.1.2對流乾燥的條件和流程257

7.2濕空氣的性質258

7.2.1濕度258

7.2.2相對濕度259

7.2.3比體積259

7.2.4比熱容260

7.2.5比焓260

7.2.6幹球溫度261

7.2.7露點261

7.2.8濕球溫度261

7.2.9絕熱飽和溫度262

7.3濕空氣的濕度圖262

7.3.1H-I圖的構成263

7.3.2H-I圖的套用265

7.4濕物料中水分的性質266

7.4.1濕物料含水量的表示方法266

7.4.2平衡水分與自由水分267

7.4.3結合水分與非結合水分267

7.5乾燥過程的物料衡算268

7.5.1乾燥產品流量G2268

7.5.2水分蒸發量W269

7.5.3空氣消耗量L269

7.6乾燥速率270

7.6.1乾燥速率270

7.6.2影響乾燥速率的因素271

7.7乾燥設備272

7.7.1對乾燥設備的基本要求272

7.7.2乾燥器的選擇272

7.7.3常用的工業乾燥器275

7.8乾燥器的操作278

7.8.1乾燥過程控制的參數278

7.8.2典型乾燥器的操作280

7.9熱泵乾燥技術281

7.9.1熱泵乾燥原理281

7.9.2熱泵乾燥技術的特點281

7.9.3熱泵乾燥技術的前景282

思考題282

習題282

自測題283

本章主要符號說明284

第8章蒸發285

學習目標285

8.1概述285

8.1.1蒸發在工業生產中的套用285

8.1.2蒸發的類型與特點286

8.2單效蒸發287

8.2.1單效蒸發流程287

8.2.2單效蒸發計算287

8.3多效蒸發290

8.3.1多效蒸發對節能的意義290

8.3.2多效蒸發流程291

8.4蒸發設備292

8.4.1自然循環型蒸發器292

8.4.2強制循環蒸發器294

8.4.3膜式蒸發器295

8.4.4浸沒燃燒蒸發器296

8.5蒸發器的操作296

8.5.1蒸發操作的幾個問題296

8.5.2典型蒸發器的操作297

思考題300

習題300

自測題300

本章主要符號說明302

第9章結晶303

學習目標303

9.1概述303

9.1.1結晶現象及其工業套用303

9.1.2固液體系相平衡304

9.1.3晶核的形成306

9.1.4晶體的成長307

9.2結晶方法308

9.2.1冷卻結晶308

9.2.2蒸髮結晶309

9.2.3真空冷卻結晶309

9.2.4鹽析結晶309

9.2.5反應沉澱結晶309

9.2.6升華結晶310

9.2.7熔融結晶310

9.3結晶設備與操作310

9.3.1常見結晶設備310

9.3.2結晶操作要求313

思考題314

習題314

自測題314

第10章萃取316

學習目標316

10.1概述316

10.1.1萃取在化工生產中的套用316

10.1.2萃取劑的選擇317

10.1.3萃取操作流程318

10.2部分互溶物系的相平衡321

10.2.1部分互溶物系的相平衡321

10.2.2單級萃取在相平衡圖上的表示327

10.3萃取設備332

10.3.1塔式萃取設備333

10.3.2萃取塔的操作337

10.4超臨界流體萃取技術339

10.4.1超臨界流體萃取技術的發展與特點339

10.4.2超臨界流體萃取原理340

10.4.3超臨界流體萃取過程簡介342

10.4.4超臨界流體萃取的工業套用343

思考題344

習題344

自測題345

本章主要符號說明346

第11章新型單元操作簡介347

學習目標347

11.1膜分離347

11.1.1概述347

11.1.2膜分離裝置與工藝349

11.1.3典型膜分離過程及套用352

11.2吸附355

11.2.1概述355

11.2.2吸附速率357

11.2.3吸附工藝簡介357

11.3色譜分離技術360

11.3.1概述360

11.3.2色譜分配係數361

11.3.3柱色譜的分離過程及套用361

思考題363

第12章分離方法的選擇364

學習目標364

12.1分離方法的比較364

12.2分離方法的選擇365

12.2.1經濟合理性365

12.2.2技術可行性365

12.2.3系統適應性365

12.2.4方法可靠性366

12.2.5公共安全性366

附錄367

一、中華人民共和國法定計量單位（摘錄）367

二、某些氣體的重要物理性質368

三、某些液體的重要物理性質369

四、乾空氣的物理性質(101.33kPa)370

五、水的物理性質371

六、常用固體材料的密度和比熱容372

七、飽和水蒸氣(以溫度為基準)373

八、飽和水蒸氣(以壓力為基準)374

九、某些液體的熱導率376

十、某些氣體和蒸氣的熱導率377

十一、某些固體材料的熱導率378

十二、液體的黏度共線圖379

十三、101.33kPa壓力下氣體的黏度共線圖381

十四、液體的比熱容共線圖383

十五、氣體的比熱容共線圖(101.33kPa)385

十六、蒸發潛熱（汽化熱）共線圖387

十七、某些有機液體的相對密度共線圖389

十八、壁面污垢熱阻(污垢係數)390

十九、離子泵的規格(摘錄)391

二十、管殼式換熱器系列標準(摘錄)396

二十一、某些二元物系在101.3kPa(絕壓)下的氣液平衡組成399

二十二、熱軋無縫鋼管規格與質量(摘自GB.8163—87)400

二十三、冷拔無縫鋼管規格與質量(摘自GB.8163—87)404

自測題參考答案406

參考文獻410