《化工原理(第3版)下冊(cè)》為清華大學(xué)精品課程“化工原理”的教材,在清華大學(xué)多個(gè)系所使用多年。全書(shū)分上、下兩冊(cè)。上冊(cè)包括流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、流體流過(guò)顆粒和顆粒層的流動(dòng)、非均相混合物的分離、傳熱和蒸發(fā)等6章,書(shū)未有26個(gè)附錄;下冊(cè)包括傳質(zhì)分離過(guò)程概論、吸收、蒸餾、氣液傳質(zhì)設(shè)備、液液萃取、干燥、吸附分離、膜分離和其他分離方法等9章。
《化工原理(第3版)下冊(cè)》可供高等院;、生物化工、環(huán)境、食品、輕工、制藥和材料等專業(yè)的師生作教材使用,也可作為從事上述專業(yè)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)參考書(shū)。
《化工原理(第3版)下冊(cè)》可與《化工原理習(xí)題解析(上、下冊(cè))》配套使用。
由清華大學(xué)出版社出版的《化工原理》(1992)及《化工原理》第2版(2002)已由清華大學(xué)多個(gè)院系及十余所兄弟院校使用多年,反映良好。1997年,《化工原理》被評(píng)為全國(guó)優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)(化工類)。2005年,《化工原理》第2版被評(píng)為北京市精品教材。根據(jù)化學(xué)工程與工藝的學(xué)科發(fā)展需要及“化工原理”課程講授的要求,第3版對(duì)部分內(nèi)容做了進(jìn)一步修訂。
《化工原理》是化工類及相關(guān)專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程教材,其主要內(nèi)容是講授化工單元操作的基本原理、典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作性能和設(shè)計(jì)計(jì)算。《化工原理》遵循“掌握基本原理、突出過(guò)程強(qiáng)化、激發(fā)交叉興趣、增強(qiáng)創(chuàng)新能力”的講授邏輯,內(nèi)容體現(xiàn)掌握基本理論與激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)并重,既突出基本理論,又重視聯(lián)系實(shí)際、豐富工程性內(nèi)容,以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和意識(shí),引導(dǎo)學(xué)生從掌握基本原理出發(fā),注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
《化工原理》將化工單元操作按照過(guò)程共性歸類。以動(dòng)量傳遞為基礎(chǔ),闡述流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、流體流過(guò)顆粒和顆粒層的流動(dòng)、非均相混合物的分離;以熱量傳遞為基礎(chǔ),闡述傳熱及蒸發(fā)操作;以質(zhì)量傳遞為基礎(chǔ),闡述吸收、精餾、萃取、干燥、吸附、膜分離和其他分離方法等單元操作!痘ぴ怼烦藦(qiáng)調(diào)流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)等概論方面的描述外,還注意引入過(guò)程強(qiáng)化和新型分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀等內(nèi)容,并通過(guò)思考題或討論題,培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和分析解決問(wèn)題能力。教材可讀性強(qiáng),易于自學(xué)。
《化工原理》分上、下兩冊(cè)。上冊(cè)包括流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、流體流過(guò)顆粒和顆粒層的流動(dòng)、非均相混合物的分離、傳熱和蒸發(fā)等6章,書(shū)末有26個(gè)附錄;下冊(cè)包括傳質(zhì)分離過(guò)程概論、吸收、蒸餾、氣液傳質(zhì)設(shè)備、液液萃取、干燥、吸附分離、膜分離和其他分離方法等9章。本書(shū)可作為高等院;ゎ惣跋嚓P(guān)專業(yè)學(xué)生的“化工原理”、“化學(xué)工程基礎(chǔ)”等課程的教材,也可作為從事化工、生物化工、環(huán)境、食品加工、輕工、制藥和材料等行業(yè)的工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)參考書(shū)。
《化工原理》第l版各章分別由蔣維鈞(緒論,第3、4、6、7、9章)、戴猷元(第1、2章)、顧惠君(第5章)、雷良恒(第10、11章)和劉茂林(第8、12、13章)編寫(xiě),最后由蔣維鈞修改,統(tǒng)一定稿。
7 傳質(zhì)分離過(guò)程概論
7.1 傳質(zhì)分離過(guò)程
7.2 混合物組成的表示方法
7.2.1 質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度
7.2.2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)
7.2.3 質(zhì)量比與摩爾比
7.2.4 氣體的總壓與組分的分壓
7.3 傳質(zhì)分離過(guò)程的熱力學(xué)基礎(chǔ)——組分在兩相間的平衡
7.4 傳質(zhì)分離過(guò)程的兩種基本類型
7.5 傳質(zhì)分離過(guò)程的基本操作方法
7.5.1 單級(jí)接觸操作和理論級(jí)的概念
7.5.2 并流接觸操作
7.5.3 逆流接觸操作
7.5.4 錯(cuò)流接觸操作
7.6 分析、處理傳質(zhì)分離過(guò)程的兩種方法和兩類設(shè)備
7.6.1 分級(jí)接觸式設(shè)備
7.6.2 微分接觸式設(shè)備
7.7 傳質(zhì)分離過(guò)程的動(dòng)力學(xué)
7.7.1 單相中物質(zhì)的傳遞
7.7.2 兩相間的傳質(zhì)
習(xí)題
符號(hào)說(shuō)明
8 吸收
8.1 吸收過(guò)程的氣液平衡關(guān)系
8.1.1 氣液平衡關(guān)系
8.1.2 亨利定律
8.1.3 用氣液平衡關(guān)系分析吸收過(guò)程
8.1.4 吸收劑的選擇
8.2 吸收過(guò)程機(jī)理和吸收速率方程
8.2.1 雙膜理論
8.2.2 吸收速率方程
8.3 吸收塔的設(shè)計(jì)與計(jì)算
8.3.1 吸收塔的物料衡算與操作線方程
8.3.2 吸收劑用量的確定
8.3.3 塔徑的確定
8.3.4 填料層高度的計(jì)算
8.3.5 理論級(jí)數(shù)與塔高的計(jì)算
8.3.6 吸收的操作型計(jì)算
8.4 吸收系數(shù)和傳質(zhì)單元高度
8.4.1 吸收系數(shù)與傳質(zhì)單元高度的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
8.4.2 經(jīng)驗(yàn)公式
8.4.3 特征數(shù)關(guān)聯(lián)式
8.5 其他類型的吸收
8.5.1 高濃度氣體吸收
8.5.2 化學(xué)吸收
習(xí)題
思考題
符號(hào)說(shuō)明
參考文獻(xiàn)
9 蒸餾
9.1 氣液平衡
9.1.1 混合物氣、液兩相平衡的條件和諸參數(shù)的關(guān)系
9.1.2 氣、液兩相平衡關(guān)系的確定
9.1.3 氣液平衡關(guān)系的表示方法
9.2 平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾
9.2.1 平衡蒸餾
9.2.2 簡(jiǎn)單蒸餾
9.3 精餾
9.3.1 精餾過(guò)程原理
9.3.2 兩組分體系連續(xù)精餾的計(jì)算
9.3.3 加料狀態(tài)的影響與加料位置
9.3.4 回流比的影響和選擇
9.3.5 簡(jiǎn)捷法求理論板數(shù)
9.3.6 連續(xù)逆流精餾塔的計(jì)算
9.3.7 兩組分精餾的操作型計(jì)算與操作
9.3.8 兩組分精餾過(guò)程的幾種特殊情況
9.3.9 精餾塔、冷凝器和再沸器的工藝設(shè)計(jì)
9.3.1 0間歇精餾
9.4 多組分精餾
9.4.1 多組分物系的氣液平衡
9.4.2 多組分精餾的工藝流程
9.4.3 多組分精餾的計(jì)算
9.5 特殊蒸餾
9.5.1 恒沸精餾¨
9.5.2 萃取精餾
9.5.3 加鹽精餾和加鹽萃取精餾
9.5.4 水蒸氣蒸餾
習(xí)題
思考題
符號(hào)說(shuō)明
參考文獻(xiàn)
10 氣液傳質(zhì)設(shè)備
10.1 板式塔
10.1.1 概述
10.1.2 塔板上的流體力學(xué)現(xiàn)象分析
10.1.3 氣體通過(guò)塔板的流體力學(xué)計(jì)算
10.1.4 塔板結(jié)構(gòu)及對(duì)塔板的要求
10.1.5 篩板塔的設(shè)計(jì)
10.1.6 板式塔的傳質(zhì)與塔板效率
10.1.7 各種塔板簡(jiǎn)介與比較
10.2 填料塔
10.2.1 填料塔與填料
10.2.2 填料塔的流體力學(xué)特性
10.2.3 填料塔的傳質(zhì)與塔高的計(jì)算
10.2.4 填料塔的主要附件
10.2.5 板式塔與填料塔的比較
習(xí)題
符號(hào)說(shuō)明
參考文獻(xiàn)
11 液液萃取
11.1 液液相平衡
1l.1.1 三角形相圖
11.1.2 液液平衡關(guān)系在三角形相圖上的表示法
11.1.3 液液相平衡在直角坐標(biāo)上的表示法——分配曲線
11.1.4 萃取過(guò)程在三角形相圖上的表示法
11.2 萃取的分離效果與萃取劑
11.2.1 萃取的分離效果
11.2.2 萃取劑的選擇
11.3 萃取過(guò)程的流程和計(jì)算
11.3.1 單級(jí)萃取的流程與計(jì)算
11.3.2 多級(jí)錯(cuò)流萃取的流程與計(jì)算
11.3.3 多級(jí)逆流萃取的流程與計(jì)算..,
11.3.4 多級(jí)逆流萃取的最小萃取劑用量
11.3.5 連續(xù)逆流萃取的流程與計(jì)算
11.3.6 回流萃取——兩組分的萃取分離
11.4 液液萃取設(shè)備
11.4.1 液液萃取設(shè)備的基本條件與分類
11.4.2 混合澄清器
11.4.3 塔式萃取設(shè)備
11.4.4 離心式萃取設(shè)備
11.5 萃取設(shè)備的流動(dòng)和傳質(zhì)特性與設(shè)計(jì)
11.5.1 萃取塔的液泛與泛點(diǎn)速度的計(jì)算
11.5.2 液滴的形成與聚結(jié)及其傳質(zhì)特性
11.5.3 萃取塔內(nèi)液相的軸向混合
11.5.4 萃取塔高的確定
11.5.5 萃取設(shè)備的選擇
11.6 液膜分離和膜萃取
11.6.1 液膜分離
11.6.2 膜萃取
習(xí)題
符號(hào)說(shuō)明
參考文獻(xiàn)
12 干燥
12.1 濕空氣的性質(zhì)及濕焓圖
12.1.1 濕空氣的性質(zhì)及其狀態(tài)參數(shù)
12.1.2 濕含量的測(cè)定方法
12.1.3 濕空氣的濕度圖(T-H圖)
12.1.4 濕空氣的濕焓圖(H-I圖)
12.1.5 H-I圖的應(yīng)用
12.2 干燥平衡關(guān)系
12.2.1 物料含水量的表示方法;
12.2.2 干燥平衡及干燥平衡曲線
12.2.3 影響平衡水分的因素
12.2.4 平衡曲線的應(yīng)用
12.3 干燥曲線和干燥速度
12.3.1 影響干燥速度的因素
12.3.2 干燥實(shí)驗(yàn)和干燥曲線以及干燥速度曲線
12.3.3 干燥過(guò)程分析及干燥速度關(guān)系式
12.4 干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算
12.4.1 干燥流程設(shè)計(jì)
12.4.2 干燥過(guò)程的物料衡算
12.4.3 干燥過(guò)程熱量衡算及干燥器的熱效率
12.4.4 干燥時(shí)間計(jì)算
12.4.5 干燥介質(zhì)和物料在干燥系統(tǒng)內(nèi)狀態(tài)變化的分析及干燥操作參數(shù)的確定
12.5 干燥器
12.5.1 工業(yè)上常用的干燥器
12.5.2 干燥器的選擇
12.6 干燥器的設(shè)計(jì)計(jì)算
習(xí)題
符號(hào)說(shuō)明
參考文獻(xiàn)
13 吸附分離
13.1 吸附劑及其特性
13.1.1 吸附劑的種類及用途
13.1.2 吸附劑的選擇
13.2 吸附平衡
13.2.1 吸附等溫線的類型
13.2.2 等溫吸附公式
13.3 吸附動(dòng)力學(xué)
13.3.1 外擴(kuò)散
13.3.2 內(nèi)擴(kuò)散
13.3.3 總傳質(zhì)速率方程
13.4 吸附操作及設(shè)備計(jì)算
……
14 膜分離
15 其他分離方法
7.4 傳質(zhì)分離過(guò)程的兩種基本類型
混合物中諸組分在兩相間的分配,根據(jù)其相對(duì)量的不同可以分為兩種情況,與此相對(duì)應(yīng)的分離方法也可以分為兩類。
1.混合物中諸鈕分在兩相間的分配相差很大
例如氨和空氣的混合氣在氣相與水相間的分配。此體系兩相平衡時(shí),水相中溶解的空氣相對(duì)于NH3來(lái)說(shuō)很少,實(shí)際上可以認(rèn)為只有氨溶人水相,空氣幾乎不溶于水相。這就是說(shuō),當(dāng)水相與氣相接觸時(shí)只有一種組分(氨)進(jìn)入水相,從而使氨與空氣得到分離。
吸收、簡(jiǎn)單萃取、浸取、干燥以及簡(jiǎn)單吸附等分離過(guò)程屬于這種類型。這種分離方法的特點(diǎn)是只需引入一股物流,形成兩相接觸體系即可實(shí)現(xiàn)組分的分離。
2.混合物中諸組分在兩相間的分配相差真不大
苯-甲苯混合物的氣、液兩相平衡屬于這類情況。平衡時(shí),氣相中苯的相對(duì)含量較液相中高(或者說(shuō)液相中甲苯的相對(duì)含量較氣相中高),但是高得不多。例如與含苯0.5摩爾分?jǐn)?shù)(含甲苯也是0.5)的液體呈平衡的氣相中苯的含量為0.7摩爾分?jǐn)?shù)(含甲苯為0.3)。對(duì)于這類情況只引入一股物流已不可能實(shí)現(xiàn)苯與甲苯的完全分離。為了使這兩個(gè)組分完全分離,必須再加入另一股物流,譬如,對(duì)于精餾是回流與上升氣流。
精餾、回流萃取、分餾吸附、同位素化學(xué)交換等分離過(guò)程屬于這種類型。這類分離方法的特點(diǎn)是需要引入兩股物流,分段形成兩相接觸體系,整個(gè)過(guò)程可以同時(shí)分段進(jìn)行(如精餾、回流萃。部梢灾芷谛缘剌啌Q進(jìn)行(如色層分離等)。