导语

  

内容提要

  

    陈桂娥、俞俊、顾静芳、石勇主编的《化工单元操作》主要内容包括化工生产认知、流体输送过程及操作、非均相物系分离过程及操作、传热过程及操作、蒸发过程及操作、吸收过程及操作、精馏过程及操作、干燥过程及操作、化工生产综合实训。尤其注重强化学生实际应用能力的培养，按照项目化教学要求编写，每个项目含若干化工生产典型单元操作工作任务，主要由任务引入、相关知识、任务实施、讨论与拓展四大部分组成，融理论、仿真、实操为一体，使得理论与实践结合更为紧密。教材的编排便于理实一体化课程组织实施项目化教学。
    《化工单元操作》可作为化工、石油化工、材料工程等专业本科和中职学生的教材，亦也可作为成人高校及相关企业职工的培训教材。

绪论
  0.1  课程内容和任务
  0.2  单元操作的分类和特点
    0.2.1  单元操作的分类
    0.2.2  单元操作的特点
  0.3  课程中常用的研究方法
  0.4  课程中常用的基本概念
  0.5  单位与单位换算
    0.5.1  SI制（国际单位制）
    0.5.2  工程单位制和英单位制
    0.5.3  物理量单位换算
  0.6  量纲和经验公式变换
    0.6.1  量纲
    0.6.2  经验公式变换
思考题
  习题
章 流体流动
本章符号说明
  1.1  流体性质和管道设计
    1.1.1  流体的物理性质
    1.1.2  管径计算与选择
    1.1.3  连续稳态流动流体的物料衡算
    1.1.4  化工常用管子、管件和阀门
  1.2  流体流动系统中的机械能衡算
    1.2.1  流体机械能衡算式
    1.2.2  流体静力学
    1.2.3  管内流体机械能损失的测定
    1.2.4  满足输送要求的位差或压差确定
    1.2.5  输送机械提供能量的计算
    1.2.6  流量测量
  1.3  管内流体流动的机械能损失
    1.3.1  流体流动类型和雷诺数
    1.3.2  层流的摩擦阻力
    1.3.3  量纲分析法分析机械能损失
    1.3.4  局部摩擦阻力损失
    1.3.5  管路系统中总机械能损失的计算
    1.3.6  阻力对管内流体流动的影响
  1.4  管路的安装与操作
  1.5  管路计算及案例分析
    1.5.1  简单管路计算
    1.5.2  复杂管路计算
思考题
  习题
第2章  流体输送机械
本章符号说明
  2.1  离心泵
    2.1.1  离心泵的工作原理
    2.1.2  离心泵的性能参数
    2.1.3  离心泵的工作点与流量调节
    2.1.4  离心泵类型和选用
    2.1.5  离心泵的吸上高度
  2.2  化工中常用的其他类型泵
    2.2.1  往复泵
    2.2.2  旋转泵
    2.2.3  旋涡泵
  2.3  化工中常用的气体输送机械
    2.3.1  离心式通风机
    2.3.2  离心式鼓风机和离心式压缩机
    2.3.3  旋转式鼓风机和旋转式压缩机
    2.3.4  往复式压缩机
    2.3.5  真空泵
  2.4  离心泵的操作
    2.4.1  离心泵的使用
    2.4.2  日常维护
  2.5  案例分析
思考题
  习题
第3章  过滤与沉降
本章符号说明
  3.1  化工中的过滤操作和常用设备
    3.1.1  板框压滤机
    3.1.2  叶滤机
    3.1.3  转筒真空过滤机
    3.1.4  离心过滤机
  3.2  过滤过程的工艺计算
    3.2.1  过滤的速度方程
    3.2.2  过滤过程的物料衡算
    3.2.3  恒压过滤时间与滤液的关系
    3.2.4  过滤常数的测定
    3.2.5  洗涤过程的计算
    3.2.6  过滤机生产能力
  3.3  重力沉降
    3.3.1  重力沉降速度
    3.3.2  影响沉降速度的其他因素
    3.3.3  降尘室
    3.3.4  沉降槽
    3.3.5  分级器
  3.4  离心沉降
    3.4.1  惯性离心力作用下的沉降速度
    3.4.2  旋风分离器
  3.5  板框压滤机的操作
    3.5.1  开车前的准备
    3.5.2  开停车步骤
    3.5.3  事故分析
  3.6  案例分析
    3.6.1  案例
    3.6.2  案例
思考题
  习题
第4章  传热
本章符号说明
  4.1  化工中的传热操作及常用换热设备
    4.1.1  夹套换热器
    4.1.2  蛇管换热器
    4.1.3  喷淋式换热器
    4.1.4  套管换热器
    4.1.5  列管式换热器
    4.1.6  平板式换热器
    4.1.7  螺旋板式换热器
    4.1.8  翅片管换热器
    4.1.9  板翅式换热器
  4.2  载热体和间壁式换热器的热量衡算
    4.2.1  化工中常用载热体
    4.2.2  换热器热负荷计算
    4.2.3  间壁换热器的传热速率
  4.3  热传导
    4.3.1  导热基本方程式
    4.3.2  热导率
    4.3.3  平壁的定态导热
    4.3.4  圆筒壁的定态导热
  4.4  对流传热
    4.4.1  对流传热方程式
    4.4.2  影响对流传热(给热)系数的主要因素
    4.4.3  传热过程中常用到的准数
    4.4.4  流体管内强制对流的传热系数关联式
    4.4.5  流体管外强制对流时的传热系数关联式
    4.4.6  蒸气冷凝时的对流传热系数
    4.4.7  液体沸腾时的传热系数
  4.5  间壁式换热器的传热计算
    4.5.1  传热平均温度差Δtm的计算
    4.5.2  总传热系数
    4.5.3  传热面积的计算与操作核算
    4.5.4  传热单元数法
    4.5.5  非定态传热计算示例
    4.5.6  列管式换热器的选用
  4.6  辐射传热
    4.6.1  物体对热辐射的性能表现
    4.6.2  物体的辐射能力
    4.6.3  物体间的辐射传热
    4.6.4  辐射和对流的联合传热
    4.6.5  保温层材料的选择
  4.7  传热的操作
    4.7.1  传热操作的开工准备
    4.7.2  传热操作的开停车
    4.7.3  传热操作的故障及处理
    4.7.4  传热操作的日常维护和检修
    4.7.5  传热操作的安全技术
  4.8  案例分析
    4.8.1  案例
    4.8.2  案例
思考题
  习题
第5章  蒸发
本章符号说明
  5.1  化工中的蒸发操作及常用蒸发设备
    5.1.1  循环式蒸发器
    5.1.2  单程型蒸发器
  5.2  蒸发过程溶液沸点的确定
    5.2.1  因溶质存在溶液蒸气压下降而引起的沸点升高
    5.2.2  因液柱压头引起的溶液沸点升高
    5.2.3  因流动阻力产生压降引起的沸点升高
  5.3  单效蒸发的计算
    5.3.1  物料衡算
    5.3.2  热量衡算
    5.3.3  蒸发器传热面积的计算
    5.3.4  蒸发操作的调节
  5.4  多效蒸发及提高加热蒸汽利用率的其他措施
    5.4.1  多效蒸发的流程
    5.4.2  多效蒸发与单效蒸发的比较
    5.4.3  多效蒸发的效数限制
    5.4.4  引出额外蒸汽为他用热源
    5.4.5  热泵蒸发
    5.4.6  冷凝水自蒸发的应用
  5.5  蒸发的操作
    5.5.1  蒸发操作的开工准备
    5.5.2  蒸发操作的开停车
    5.5.3  蒸发操作的故障及处理
    5.5.4  蒸发操作的安全技术
  5.6  案例分析
    5.6.1  案例
    5.6.2  案例
思考题
  习题
第6章  吸收
本章符号说明
  6.1  化工中的吸收操作
    6.1.1  吸收分离的依据
    6.1.2  吸收操作的分类
    6.1.3  吸收操作在化工中的应用
    6.1.4  吸收操作的流程
    6.1.5  吸收剂选择原则
    6.1.6  吸收操作需要解决的基本问题
  6.2  气液相平衡
    6.2.1  气体在液体中的溶解度
    6.2.2  亨利定律
    6.2.3  气液相平衡在吸收中的应用
  6.3  吸收过程速率
    6.3.1  吸收机理
    6.3.2  吸收速率方程
    6.3.3  总吸收系数与膜系数关系
  6.4  吸收塔计算
    6.4.1  吸收塔物料衡算
    6.4.2  吸收剂用量的确定
    6.4.3  填料层高度的基本计算式
    6.4.4  传质单元高度概念
    6.4.5  传质单元数的解析计算
    6.4.6  传质单元数的其他求解法
    6.4.7  吸收的操作型计算示例
    6.4.8  解吸塔的计算
    6.4.9  理论塔板数的计算
  6.5  填料塔
    6.5.1  填料塔的结构与操作
    6.5.2  填料特性
    6.5.3  常用填料
    6.5.4  气、液两相逆流通过填料层的流动状况
    6.5.5  填料塔直径的计算
    6.5.6  填料塔的主要附件
  6.6  吸收塔的操作和调节
  6.7  吸收塔的操作技术
    6.7.1  装填料
    6.7.2  设备的清洗机填料的处理
    6.7.3  系统的开车
    6.7.4  系统的停车
    6.7.5  正常操作要点
    6.7.6  吸收塔操作正常维护要点
    6.7.7  吸收塔常见的异常现象及处理方法
  6.8  案例分析
    6.8.1  案例
    6.8.2  案例
思考题
  习题
第7章  蒸馏
本章符号说明
  7.1  概述
    7.1.1  蒸馏分离的依据
    7.1.2  蒸馏过程的分类
    7.1.3  精馏操作的工程问题
  7.2  双组分溶液的气液平衡
    7.2.1  理想物系的泡点方程和方程
    7.2.2  相平衡的温度组成图(t-x-y图)
    7.2.3  相平衡的气液组成关系图(y-x图)
    7.2.4  相对挥发度与相平衡组成关系表达式
  7.3  精馏操作过程
    7.3.1  精馏原理
    7.3.2  理论板概念与恒摩尔流假设
    7.3.3  精馏段与提馏段两塔段的气液流量关系
  7.4  双组分物系连续精馏的计算
    7.4.1  全塔物料衡算
    7.4.2  确定理论塔板数的途径
    7.4.3  精馏段任意两相邻板间气、液的组成关系
    7.4.4  提馏段任意相邻两板间气、液的组成关系
    7.4.5  理论塔板数的逐板计算法
    7.4.6  精馏段与提馏段两操作线交点的轨迹方程
    7.4.7  理论塔板数的图解法(McCabe-Thiele法)
    7.4.8  直接蒸汽加热的精馏塔理论塔板数计算
    7.4.9  塔板效率与实际塔板数
    7.4.10  填料层的理论板当量高度
    7.4.11  冷凝器和再沸器
  7.5  精馏操作条件参数选择
    7.5.1  精馏操作压强的确定
    7.5.2  进料热状态的影响
    7.5.3  操作回流比的选择
    7.5.4  理论塔板数的简捷计算
  7.6  精馏的操作型计算
  7.7  连续精馏的操作
  7.8  间歇精馏的操作
  7.9  板式塔
    7.9.1  塔板结构与气液接触状态
    7.9.2  应避免的操作现象与操作负荷性能图
    7.9.3  塔径的确定
    7.9.4  塔高的确定
    7.9.5  塔板类型简介
  7.10  精馏塔的开停车操作和调节技术
    7.10.1  精馏塔的开工准备
    7.10.2  精馏塔的开车操作
    7.10.3  精馏塔的停车操作
    7.10.4  精馏的操作与调节
    7.10.5  精馏的操作故障及处理
    7.10.6  精馏塔的日常维护和检修
    7.10.7  精馏塔的节能
    7.10.8  精馏操作的安全技术
  7.11  案例分析
    7.11.1  案例
    7.11.2  案例
思考题
  习题
第8章  萃取
本章符号说明
  8.1  化工中的萃取操作
    8.1.1  萃取操作在化工中的应用
    8.1.2  萃取的操作流程
    8.1.3  萃取剂的选择原则
    8.1.4  萃取操作中的工程问题
  8.2  液-液相平衡
    8.2.1  三角形相图上的表示方法
    8.2.2  杠杆原则
    8.2.3  溶解度曲线与平衡连接线
    8.2.4  辅助曲线和临界混溶点
    8.2.5  分配系数与分配曲线
    8.2.6  温度对相平衡关系的影响
    8.2.7  选择性系数
  8.3  萃取过程计算
    8.3.1  萃取剂与稀释剂为部分互溶体系
    8.3.2  萃取剂与稀释剂为完全不溶体系
  8.4  液-液萃取设备
    8.4.1  逐级接触式萃取设备
    8.4.2  微分接触式萃取设备
    8.4.3  萃取设备的选择
  8.5  萃取操作
    8.5.1  萃取装置的操作规程
    8.5.2  操作过程的注意事项
    8.5.3  不正常现象原因及处理方法
    8.5.4  事故处理
  8.6  案例分析
    8.6.1  案例
    8.6.2  案例
思考题
  习题
第9章  干燥
本章符号说明
  9.1  化工中的干燥操作及常压干燥设备
    9.1.1  厢式干燥器
    9.1.2  气流干燥器
    9.1.3  沸腾床干燥器
    9.1.4  喷雾干燥器
    9.1.5  转筒干燥器
  9.2  湿空气的性质和湿焓图
    9.2.1  湿空气性质
    9.2.2  湿空气的湿焓图(H-I图)
    9.2.3  H-I图的应用
  9.3  固体干燥的平衡关系
    9.3.1  物料含水量的表示方法
    9.3.2  平衡水分与干燥平衡曲线
    9.3.3  结合水分与非结合水分
    9.3.4  平衡曲线的应用
  9.4  干燥过程的物料衡算和热量衡算
    9.4.1  干燥过程的物料衡算
    9.4.2  干燥过程的热量衡算
    9.4.3  干燥过程的热效率η
    9.4.4  干燥介质条件的影响与确定
  9.5  干燥速度与干燥时间
    9.5.1  干燥曲线
    9.5.2  干燥速度曲线
    9.5.3  干燥过程分析
    9.5.4  恒速阶段干燥时间计算
    9.5.5  降速阶段干燥时间计算
  9.6  柱式干燥塔的操作
    9.6.1  开机准备
    9.6.2  停车过程
    9.6.3  事故分析与处理
    9.6.4  安全操作注意事项
  9.7  案例分析
    9.7.1  案例
    9.7.2  案例
思考题
  习题
附录
附录1  单位换算系数
附录2  基本物理常数
附录3  水的物理性质
附录4  某些气体的重要物理性质
附录5  某些液体的重要物理性质
附录6  某些有机液体的相对密度(液体密度与4℃水的密度之比)
附录7  饱和水蒸气(以温度为准)
附录8  饱和水蒸气(以压强为准)
附录9  水在不同温度下的黏度
附录10  液体黏度共线图
附录11  气体黏度共线图(常压下用)
附录12  某些液体的热导率
附录13  某些固体物质的黑度
附录14  固体材料的热导率
附录15  常用固体材料的密度和比热容
附录16  气体热导率共线图(101.3  kPa)
附录17  液体的比热容共线图
附录18  气体的比热容共线图( 101.32  5kPa)
附录19  液体比汽化热共线图
附录20  液体表面张力共线图
附录21  某些气体溶于水的亨利系数
附录22  双组分溶液的汽液相平衡数据
附录23  管子规格
附录24  IS型离心泵规格
附录25  热交换器系列标准(摘自JB/T 4714—1992、JB/T4715—1992)
附录26  部分三元组分体系的平衡数据