全书共分十二章,介绍了化工单元操作的基本原理和计算。包括绪论、流体流动、流体输送机械和搅拌、流体与粒子间的相对运动过程、传热及传热设备、溶液的蒸发、结晶、蒸馏、吸收、萃取、干燥、冷冻及新型传质分离方法等。
本书力求深入浅出,简明扼要,概念准确,表述清晰,图文并茂。
本书可作为化工及相关企业中级技术工人的培训教材,也可作为非化工专业人员及管理干部的自学参考书。 |
为了适应社会主义市场经济发展对目前职工教育培训的需要,积极配合化工技术工人进行培训和职业技能鉴定,根据国家《职业标准》对中级工应该掌握和了解的有关技术理论知识(应知)和工艺操作能力(应会)的内容,我们对2000年出版的《化工工人中级技术培训教材》进行了修订。
在对《职业标准》内容范围和深浅程度有了充分理解的基础上,兼顾中、高级技术工人在操作技能上的差别及其在基本技术理论知识上的共性特点,并考虑到成人学习的特点,注重理论联系实际,紧紧围绕化工生产的实际和检修维护的特点,由浅入深、由易到难地提出问题、分析问题、解决问题,并列举了生产或计算实例。在文字表述方面注意做到用语通俗易懂;图表清晰;术语、名词及符号符合新规定。
此次修订删减了部分目前化工企业生产中已淘汰的工艺、设备等方面的内容,增加了近年来在化工企业生产及管理中采用的新标准、新技术、新工艺、新设备等方面的内容。
本书的绪论、第六章由吉林化工学院刘建中编写;第一章、第三章、第四章、第五章、第八章、第十二章由吉林化工学院张振坤编写;第二章、第七章、第九章、第十章、第十一章由吉化公司有机合成厂王锡玉编写,参加修订工作的人员还有廖旭红、常树森等。
随着科学技术的不断发展,新技术在化工生产过程中被广泛应用。作为新技术的介绍,新增加第十二章新型传质分离方法简介,使读者再增加些化工单元操作方面的知识。为了尽量达到知识结构的完整性,在原部分章节补充少量内容。并删去部分生产过程中少有的过程方面的内容。
为了便于读者理解和巩固本书内容,本次修订时各章配有思考题与习题(附在全书最后),在每道习题后给出答案,标记在括号内供参考。
全书由张振坤、王锡玉主编。
在编写过程中,李守忠、张振坤、王锡玉、陈云明、刘勃安等进行了全套书审稿工作。天津大沽化工厂王慧伦对本书进行了审阅,并提出了宝贵意见。本书还参考了王慧伦主编的《化工基础》和刘盛宾主编的《化工基础》的部分内容。全套书由刘勃安组织,在此一并致谢。
由于编者水平有限,加之时间仓促,书中难免有不足之处,恳请读者提出宝贵意见。
编者2006年12月 |
绪论1
一、化工过程及单元操作1
二、本课程的地位和任务2
三、单位制及单位换算2
四、单元操作中的基本规律4
第一章流体流动6
第一节流体静力学6
一、流体的主要物理量6
二、流体静力学基本方程式11
第二节流体动力学16
一、基本概念16
二、稳定流动的连续方程19
三、伯努利方程式20
第三节流体阻力27
一、流体的黏度28
二、流体的流动形态与雷诺准数28
三、流体阻力计算31
第四节化工管路36
一、管子的类型36
二、管件、阀以及管路的连接方式38
三、管路布置及安装原则41
第五节流量的测量43
一、孔板流量计43
二、文氏管流量计44
三、转子流量计44
第二章流体输送机械和搅拌45
第一节离心泵45
一、离心泵工作原理45
二、离心泵的主要部件46
三、离心泵的主要性能和特性曲线48
四、离心泵的安装高度52
五、离心泵的分类和型号54
六、离心泵的安装和操作58
第二节往复泵59
一、往复泵的工作原理59
二、往复泵的主要性能61
三、往复泵的使用与维护63
第三节其他类型泵及各类泵的比较64
一、计量泵64
二、齿轮泵65
三、螺杆泵66
四、屏蔽泵66
五、液下泵66
六、旋涡泵67
七、流体作用泵67
八、各类泵的比较68
第四节液体搅拌70
一、搅拌的作用70
二、搅拌器70
三、强化搅拌的措施73
第五节往复式压缩机74
一、往复式压缩机的结构和主要部件74
二、往复式压缩机的主要性能75
三、实际压缩循环77
四、多级压缩78
五、往复式压缩机的分类和型号79
六、往复式压缩机的正常操作81
第六节离心式压缩机81
一、离心式压缩机工作原理和结构82
二、离心式压缩机的操作83
第七节各类风机简介84
一、鼓风机84
二、通风机84
第八节真空泵86
一、往复式真空泵86
二、液环式真空泵87
三、旋片式真空泵87
四、喷射式真空泵88
第三章流体与粒子间的相对运动过程90
第一节混合物的分离90
第二节重力沉降91
一、重力作用下的沉降速度91
二、除尘室95
三、沉降器96
第三节过滤97
一、悬浮液的过滤97
二、过滤机的构造与操作101
第四节离心分离106
一、离心作用下的沉降速度106
二、离心分离设备108
第五节其他气体净制过程及设备115
一、惯性分离器115
二、袋滤器116
三、静电除尘器117
四、文丘里除尘器118
第六节固体流态化118
一、基本概念119
二、流化床的不正常现象121
三、流化床的操作范围122
第七节气力输送123
第四章传热及传热设备128
第一节传热的基本方式128
一、热传导128
二、对流129
三、辐射129
四、间壁式换热器中的传热过程129
第二节传热计算130
一、换热器的热负荷计算130
二、载热体的用量及其终温133
三、平均传热温差的计算134
第三节热传导138
一、导热基本定律138
二、多层平壁的导热141
三、圆筒壁的导热142
第四节对流传热143
一、对流传热方程式144
二、给热系数的经验公式144
第五节辐射传热147
一、辐射传热速率147
二、设备热损失的计算147
第六节传热系数的计算和讨论148
一、通过平壁面的传热系数K149
二、通过圆筒壁面的传热系数K149
三、污垢热阻150
第七节传热面积和套管换热器计算151
一、所需传热面积的计算151
二、套管式换热器的计算153
第八节强化传热的途径与热绝缘方法154
一、强化传热的途径154
二、管路和设备的热绝缘方法156
第九节换热设备158
一、换热器的分类158
二、列管式换热器159
三、其他换热器164
第十节加热方法和载热体175
一、加热方法和加热剂175
二、常用冷却剂177
第五章溶液的蒸发179
第一节概述179
一、蒸发的特点179
二、蒸发操作的分类180
第二节单效蒸发181
一、单效蒸发流程181
二、单效蒸发计算182
第三节多效蒸发与流程186
一、概述186
二、多效蒸发流程186
第四节蒸发设备简介189
一、蒸发锅189
二、蛇管式蒸发器189
三、标准式蒸发器(中央循环管式蒸发器)189
四、悬筐式蒸发器190
五、外加热式蒸发器190
六、列文蒸发器190
七、强制循环蒸发器191
八、液膜蒸发器192
九、除沫器与冷凝器193
第五节蒸发过程的分析194
一、影响生产强度的因素194
二、影响溶液沸点升高的因素195
三、降低热能消耗的措施195
第六章结晶197
第一节概述197
一、结晶过程197
二、结晶产品的纯度198
三、溶解度和溶液的过饱和度199
四、晶核的形成与晶体的长大及影响因素202
第二节结晶方法204
第三节结晶设备204
一、结晶设备的类型及特点204
二、移除部分溶剂的结晶器205
三、不移除溶剂的结晶器208
四、结晶操作应注意的问题211
第四节结晶操作的物料和热量衡算212
一、物料衡算212
二、热量衡算213
第七章溶液的蒸馏215
第一节概述215
一、蒸馏操作及应用215
二、蒸馏的分类216
第二节溶液汽液平衡关系217
一、双组分理想溶液的汽液平衡关系217
二、沸点组成图(txy图)219
三、汽液平衡相图(yx图)221
四、挥发度和相对挥发度222
第三节精馏原理224
一、简单蒸馏原理和流程224
二、精馏原理226
三、精馏流程229
第四节精馏塔的物料衡算230
一、全塔物料衡算231
二、精馏段的物料衡算232
三、提馏段的物料衡算233
四、进料状况对操作线的影响234
五、理论塔板数的计算237
第五节回流比242
一、全回流243
二、最小回流比243
三、实际回流比的选择244
第六节连续精馏塔的热量衡算245
一、全塔热量衡算245
二、塔顶冷凝器冷却水消耗量的计算248
第七节特殊蒸馏248
一、共沸蒸馏248
二、萃取蒸馏251
三、水蒸气蒸馏252
第八节精馏塔253
一、精馏塔的分类和选择253
二、泡罩塔254
三、筛板塔255
四、浮阀塔256
五、喷射型塔257
六、斜孔筛板塔259
七、填料塔259
第九节精馏塔的操作260
一、气、液相负荷对精馏操作的影响260
二、精馏塔的操作控制261
第八章吸收264
第一节概述264
第二节吸收的物理基础266
一、气相和液相组成的表示方法266
二、气体在液体中的溶解度269
三、汽液平衡关系269
四、传质的基本方式272
五、吸收机理——双膜理论273
第三节吸收速率方程式275
一、吸收速率方程式275
二、气体溶解度对吸收系数的影响277
第四节吸收过程的计算279
一、全塔物料衡算与操作线方程279
二、吸收剂消耗量的计算281
三、填料的选择及类型285
四、填料吸收塔塔径的确定287
五、填料层高度的确定288
第五节吸收设备及影响因素291
一、吸收设备291
二、影响吸收操作的因素293
第六节解吸295
第七节吸收流程296
第九章萃取300
第一节液液萃取过程300
一、三元物系的相平衡300
二、液液萃取的基本原理303
三、液液萃取操作流程305
四、萃取剂的选择308
五、萃取操作的影响因素309
第二节液液萃取设备310
一、液液萃取设备的分类310
二、混合沉降槽311
三、重力流动萃取塔312
四、输入机械能的萃取设备314
五、离心萃取机315
六、萃取设备的选择316
第十章干燥318
第一节概述318
一、去湿方法318
二、干燥方式318
三、干燥过程的实质和必要条件319
第二节湿空气的性质及湿度图320
一、湿空气的性质320
二、湿度图328
三、物料中所含水分的性质332
四、固体物料干燥机理334
第三节干燥器的物料衡算和热量衡算335
一、物料含水量的表示方法335
二、干燥后的物料量和水分蒸发量336
三、空气消耗量337
四、干燥器热量衡算338
第四节干燥速率339
一、干燥速率339
二、影响干燥速率的因素340
第五节干燥的操作方式341
一、干燥的操作方式介绍341
二、其他干燥方式343
第六节流态化干燥技术344
一、概述344
二、流化床结构344
三、流态化干燥的应用346
第七节干燥器346
一、干燥器应具备的条件和分类346
二、干燥器的主要形式和特点347
三、干燥器的选择357
第十一章冷冻359
第一节概述359
一、冷冻方法359
二、冷冻的分类360
第二节冷冻的基本原理360
一、冷冻循环360
二、冷冻系数362
三、操作温度的选定363
四、过冷操作364
第三节冷冻能力365
一、单位质量冷冻剂的冷冻能力365
二、单位体积冷冻剂的冷冻能力365
三、冷冻能力的计算365
四、标准冷冻能力368
第四节两级压缩冷冻循环368
一、采用两级压缩的原因368
二、两级压缩冷冻循环369
三、复叠式冷冻循环370
第五节冷冻剂与载冷体371
一、冷冻剂371
二、载冷体373
三、润滑油374
第六节压缩蒸气冷冻装置的主要设备375
一、压缩机376
二、冷凝器376
三、蒸发器377
四、膨胀阀378
第十二章新型传质分离方法简介379
第一节吸附379
一、吸附的基本概念379
二、吸附原理380
第二节膜分离382
一、膜分离的基本概念382
二、膜分离技术的应用383
第三节超临界流体萃取385
一、超临界流体萃取的特点385
二、超临界流体萃取基本原理386
思考题与习题387
附录420
一、部分物理量的单位420
二、单位换算表421
三、水的物理性质422
四、饱和水蒸气表(按压力排列)423
五、某些气体的物理性质425
六、管道内各种流体常用流速范围426
七、常用金属管规格427
八、常见固体的热导率429
九、列管式换热器的传热系数429
十、污垢热阻经验数据429 |
| 本书可作为化工及相关企业中级技术工人的培训教材,也可作为非化工专业人员及管理干部的自学参考书。 | |