具体描述
本教材介绍了各主要化工单元操作的基本原理、典型设备及相关计算方法,涉及学科内动量传递、热量传递和质量传递的基本内容。全书分为七章,内容包括流体流动与输送机械、传热、非均相机械分离过程、吸收、精馏、其他传质分离方法、固体干燥等,每章选编适量的例题、习题和思考题,并且每章的习题均附答案。
本教材注重基本概念和基本原理的阐述,结合工程实践,用工程观点分析问题,并适当兼顾某些新的化工单元操作过程,力求由浅入深、主次分明、重点突出,可作为高等院校少学时化工原理课程教材,也可作为高职高专化工及相关专业的教材。
作者简介
目录信息
第1章流体流动与输送机械
1.1概述
1.1.1流体流动的实例
1.1.2流体流动的基础概念
1.1.3牛顿黏性定律
1.1.4流体流动中的机械能
1.2流体静力学
1.2.1静力学方程
1.2.2压强能和位能
1.2.3压强的静力学测量方法
1.3流体流动中的守恒原理
1.3.1质量守恒
1.3.2机械能守恒
1.4流体流动阻力
1.4.1流动的类型与雷诺数、边界层
1.4.2流动阻力
1.5流体输送管路的计算
1.5.1阻力对管内流动的影响
1.5.2管路计算
1.6流速和流量的测量
1.6.1皮托管
1.6.2孔板流量计
1.6.3转子流量计
1.7流体输送机械
1.7.1管路特性曲线
1.7.2离心泵构造及原理
1.7.3离心泵参数及特性曲线
1.7.4离心泵的安装高度
1.7.5离心泵的选用
1.8往复泵
1.8.1往复泵的作用原理和类型
1.8.2往复泵的流量调节
1.8.3其他化工用泵及性能比较
1.9气体输送机械
1.9.1离心式通风机
1.9.2鼓风机
1.9.3真空泵
习题
思考题
本章主要符号说明
参考文献
第2章 传热
2.1概述
2.1.1热量传递方式
2.1.2传热基本概念
2.1.3传热应解决的问题
2.2传热机理
2.3热量衡算和传热速率方程
2.3.1传热速率方程
2.3.2热量衡算
2.3.3传热基本方程
2.3.4热传导过程
2.4对流给热
2.4.1对流给热系数的影响因素分析
2.4.2无相变对流给热系数的经验关联式
2.4.3有相变时的对流给热
2.5热辐射传热
2.6传热过程计算
2.6.1传热过程的数学描述
2.6.2换热器的传热面积的计算
2.6.3换热器的操作核算与调节
2.6.4非定态传热过程
2.7换热器
2.7.1间壁式换热器的类型
2.7.2管壳式换热器的设计和选用
2.7.3换热器的强化和其他类型
2.7.4各类换热器的性能比较及其日常维护
习题
思考题
本章主要符号说明
参考文献
第3章 非均相机械分离过程
3.1概述
3.2沉降分离
3.2.1沉降概述
3.2.2沉降过程
3.2.3自由沉降
3.2.4干扰沉降
3.2.5重力沉降设备
3.2.6沉降过程的强化
3.2.7离心沉降设备
3.3过滤
3.3.1过滤概述
3.3.2过滤过程计算
3.3.3间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系
3.3.4过滤设备
3.3.5洗涤速率与洗涤时间
3.3.6过滤设备生产能力
习题
思考题
本章主要符号说明
参考文献
第4章 吸收
4.1概述
4.2吸收和气液相平衡关系
4.2.1平衡溶解度
4.2.2相平衡与吸收过程的关系
4.3吸收速率
4.3.1两种物质传递的方式
4.3.2扩散系数
4.3.3对流传质速率
4.3.4对流传质理论
4.4相际传质
4.4.1相际传质速率
4.4.2传质阻力的控制步骤
4.5低含量气体吸收
4.5.1低含量气体吸收的特点
4.5.2低含量气体吸收过程的数学描述和操作线
4.5.3传质单元数的简便计算方法
4.5.4吸收塔塔高的计算
4.5.5吸收塔的核算过程
4.6填料塔
4.6.1填料塔的结构、填料的作用和特性
4.6.2填料塔的附属结构
习题
思考题
本章主要符号说明
参考文献
第5章 精馏
5.1概述
5.2双组分溶液的气液相平衡
5.3精馏
5.3.1精馏过程
5.3.2精馏过程的数学描述及工程简化处理方法
5.3.3精馏塔操作方程
5.4双组分精馏理论塔板数的计算
5.4.1理论板数的计算
5.4.2回流比的选择
5.4.3加料热状态的选择
5.5双组分精馏的核算
5.5.1精馏过程的核算
5.5.2精馏塔的温度分布和灵敏板
5.6板式塔
5.6.1板式塔简介
5.6.2筛板上的气液接触状态
5.6.3气体通过筛板的阻力损失
5.6.4筛板塔内气液两相的非理想流动
5.6.5板式塔的不正常操作现象
5.6.6板效率的各种表示方法
5.6.7提高塔板效率的措施
5.6.8塔板型式
5.6.9填料塔与板式塔的比较
5.6.10精馏塔的辅助设备
习题
思考题
本章主要符号说明
参考文献
第6章 其他传质分离方法
6.1液液萃取
6.1.1液液萃取过程
6.1.2两相的接触方式
6.1.3液液相平衡
6.1.4萃取过程的计算
6.1.5萃取设备
6.2结晶
6.2.1结晶概述
6.2.2溶解度及溶液的过饱和
6.2.3结晶机理与动力学
6.2.4结晶过程的物料和热量衡算
6.2.5结晶设备
6.2.6其他结晶方法
6.3吸附分离
6.3.1吸附概述
6.3.2吸附平衡
6.3.3吸附传质及吸附速率
6.3.4固定床吸附过程分析
6.3.5吸附分离工艺及设备
6.4膜分离
6.4.1膜分离概述
6.4.2反渗透
6.4.3超滤
6.4.4电渗析
6.4.5气体混合物的分离
6.4.6膜分离设备
6.5分离方法的选择
习题
思考题
本章主要符号说明
参考文献
……
7固体干燥
附录
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
《化工原理(少学时)第二版》在安全与环保方面的论述,让我感到十分欣慰,也深刻认识到化工原理不仅仅是关于生产效率,更是关于可持续发展和社会责任。化工生产的复杂性和潜在风险,让我一直对安全问题保持警惕,而这本书的讲解,让我看到了将安全理念融入到化工过程设计的必然性。书中在介绍过程中,并没有将安全和环保作为独立的章节来处理,而是将其渗透到各个单元操作和工艺流程设计的讲解中。比如,在讲解流体力学时,它就提到了流体输送过程中的安全考虑,如管道的材质选择、压力等级的设计等。在介绍反应工程时,它详细阐述了反应 runaway 机制和预防措施,以及如何通过控制操作参数来降低火灾、爆炸的风险。让我印象深刻的是,书中在讲解废气、废水处理时,不仅介绍了各种处理技术,更强调了源头减量和清洁生产的重要性。它鼓励读者从工艺设计初期就考虑如何减少污染物的产生,而不是等到最后再去处理。书中对“绿色化工”理念的引入,让我看到了化工行业未来的发展方向,也让我意识到,作为一名未来的化工从业者,肩负着重要的社会责任。它不仅仅是教会我如何生产,更是教会我如何负责任地生产。
《化工原理(少学时)第二版》在数学模型与过程模拟方面的引入,让我看到了化工原理与现代计算技术的深度融合。我原本以为,化工原理主要依靠经验和理论公式,但这本书让我认识到,数学模型和计算机模拟在现代化工生产中的重要作用。书中并没有回避复杂的数学方程,而是通过对基本概念的清晰阐释,以及与实际过程的联系,让我理解了模型的构建原理。它介绍了如何将物理、化学过程抽象成数学方程,以及如何利用这些方程来预测和优化生产过程。让我特别受启发的是,书中通过一些简化的例子,演示了如何使用数值方法来求解这些方程,以及如何利用计算机软件来进行过程模拟。它让我明白,过程模拟不仅仅是“跑个程序”,而是通过对模型的分析,来更深入地理解过程的内在机理,并为工艺优化提供科学依据。书中对“参数辨识”和“灵敏度分析”的介绍,让我看到了模型在诊断和改进过程中的实际应用价值。这部分内容,让我对化工原理的学习,从“书本知识”提升到了“工程应用”的层面,也让我对接下来的学习和工作充满了期待。
这本书,尤其是《化工原理(少学时)第二版》,在热量传递与传热设备的设计方面,真的做到了言简意赅,却又不失深度。我一直觉得,传热是化工过程中无处不在的环节,但如何有效进行热量传递,并设计出高效的传热设备,却是一个既需要理论支撑,又需要工程实践经验的领域。这本书在这方面做得非常出色。它在介绍热传导、对流、辐射等基本传热机理时,用非常清晰的图示和直观的语言,将抽象的概念具象化,让我能够很容易地理解不同传热方式的特点和影响因素。让我印象深刻的是,书中对于“总传热系数”的讲解,它不仅仅是给出了公式,更重要的是,它深入分析了影响总传热系数的各个环节,包括对流传热系数、污垢热阻等,并给出了相应的工程估算方法。这让我明白,设计一个高效的换热器,需要综合考虑多种因素。在介绍各种传热设备时,书中对管壳式换热器、翅片管换热器、板式换热器等进行了详细的介绍,并分析了它们的结构特点、传热原理以及适用范围。它不仅讲解了设备本身,更重要的是,它强调了如何根据具体的工艺要求,来选择最合适的传热设备,并进行初步的设计计算。这让我体会到,传热设备的设计,是一个将理论知识应用于实践的典型过程。
《化工原理(少学时)第二版》在对化工生产的组织管理与经济性分析方面的触及,让我对化工行业的整体运作有了更全面的认识。以往的学习,更多地聚焦于具体的工艺过程和技术细节,但这本书却跳出了技术本身,将目光投向了更宏观的层面。它在介绍化工生产时,并非简单地描述生产过程,而是将其置于一个更大的经济和社会环境中进行考察。书中对“生产计划”、“物料平衡”、“能量平衡”等基础管理概念的介绍,虽然看似简单,却为理解整个生产体系的运行逻辑打下了基础。让我特别受益的是,书中对“成本核算”、“投资估算”以及“经济效益分析”的初步阐述。它让我明白,一个成功的化工项目,不仅仅是技术上的可行,更是经济上的合理。它通过一些简化的案例,展示了如何从原料成本、设备投资、运行费用等方面来评估一个项目的经济可行性,并初步了解了折旧、利润率等概念。此外,书中对“质量管理”、“安全生产”等组织管理方面的提及,也让我认识到,现代化工生产是一个高度组织化、系统化的过程,需要各个环节的协同配合。这部分内容,让我对化工行业的认识,从一个“技术工程师”的角色,扩展到一个更全面的“企业管理者”或“项目评估者”的视角,为我未来的职业发展提供了更广阔的思考空间。
让我意外的是,《化工原理(少学时)第二版》在材料选择与设备腐蚀方面的讲解,竟然如此详尽和实用。以往的学习中,这部分内容往往是被一带而过,但这本书却给了它相当的篇幅,并且深入到实际工程应用的层面。它清晰地解释了不同材料的性质,以及它们在不同介质和温度条件下的适用性。书中通过大量的案例,比如碳钢在酸性介质中的腐蚀、不锈钢在氯化物溶液中的点蚀等,让我直观地了解了设备腐蚀的严重后果。它不仅列举了常见的腐蚀类型,更重要的是,它提供了如何预防和控制腐蚀的工程方法,比如选择合适的材料、改善操作条件、采用防腐蚀涂层等。我特别欣赏书中对“腐蚀速率”的定量分析,以及如何根据腐蚀速率来估算设备的使用寿命。这让我明白,材料选择并非简单的“哪个好用”,而是需要综合考虑成本、性能和寿命等多种因素。此外,书中还介绍了各种非金属材料,如塑料、橡胶、陶瓷等,以及它们在化工设备中的应用,这极大地拓宽了我的视野。对于我来说,这部分内容不仅仅是知识的拓展,更是为我未来在设备选型和维护方面打下了坚实的基础。
这本书,尤其是《化工原理(少学时)第二版》,在工艺流程设计方面的阐述,让我有种豁然开朗的感觉。之前学习化工原理,总觉得学了很多零散的知识点,但不知道如何将它们整合起来,形成一个完整的生产工艺。这本书恰恰弥补了这一块的不足。它在介绍工艺流程设计时,并非生硬地罗列设计步骤,而是从宏观的角度出发,引导读者思考整个生产过程的逻辑性和经济性。书中从物料衡算和能量衡算入手,详细讲解了如何根据产品需求和原料性质,来确定生产规模和主要设备。我特别喜欢书中对“过程集成”和“公用工程”的介绍,它让我明白,一个成功的化工过程,不仅仅是各个单元操作的简单叠加,而是需要考虑设备之间的相互影响,以及如何优化能量的利用,从而降低生产成本。书中通过一些典型的工艺流程图(PFD)和管道及仪表流程图(P&ID)的案例分析,让我能够更直观地理解工艺流程的构成和符号含义。它不仅讲解了如何绘制流程图,更重要的是,它教会我如何通过流程图来分析和优化工艺过程。例如,书中在介绍换热网络优化时,就引入了“传热公用工程”的概念,并给出了具体的优化方法,这让我意识到,看似微小的节能措施,在大型化工生产中都能带来可观的经济效益。
让我印象最深刻的,是《化工原理(少学时)第二版》在单元操作部分的处理。很多教材在讲到单元操作时,往往是将各种操作割裂开来,一个一个地讲解,让人觉得缺乏整体性。但这本书,在引入单元操作时,就强调了它们之间的内在联系,以及它们是如何协同工作来完成复杂的化学工程任务的。比如,在讲解传质操作时,书中并没有将吸收、吸附、蒸馏、精馏等操作孤立起来,而是通过对比分析,突出了它们在传质机理上的共性,比如相际传质、传质系数的概念,以及推动力等。这种“提纲挈领”式的讲解,让我能够更好地把握不同单元操作的本质区别和联系。让我特别受益的是书中对“相平衡”和“传质速率”的深入阐述,它清楚地解释了为什么会发生传质,以及传质速率的限制因素是什么。在讲解蒸馏和精馏时,书中没有简单地给出计算公式,而是通过对塔板效率、理论塔板数的深入分析,让我理解了为什么实际塔设备与理想理论模型存在差异,以及如何通过工程手段来提高分离效率。此外,书中对于结晶、过滤、干燥等固液分离操作的讲解,也相当到位。它不仅描述了操作过程,更深入分析了影响操作效果的关键因素,比如物料性质、操作参数等,并给出了相应的工程设计考量。这种“细节决定成败”的讲解风格,让我在学习过程中,能够更好地将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。
这本《化工原理(少学时)第二版》在热力学部分的处理,真的是让我眼前一亮。我一直觉得,热力学是化工原理中最抽象、最难理解的部分之一,很多书的处理方式都过于学院派,公式堆砌,概念阐述也常常流于表面。但这本书不一样,它在讲解热力学定律时,非常注重与实际的化工过程相结合,让你能真切感受到这些基本定律在工程中的强大威力。比如,书中在介绍第一类、第二类相变时,就引入了很多具体的实例,像蒸发、冷凝、熔化、沸腾等,并且深入浅出地解释了这些过程中的能量变化和驱动力。它没有回避复杂的相平衡计算,但通过清晰的步骤分解和表格化的数据呈现,让原本令人头疼的计算变得相对容易上手。我尤其欣赏书中对于“逸度”和“活度”这两个概念的讲解,虽然它们是更高级的热力学概念,但书中通过对真实气体偏离理想气体行为的分析,以及对溶液浓度效应的引入,循序渐进地将这些概念的物理意义传达出来,而不是简单地抛出定义。这让我明白,这些概念的出现是为了更精确地描述复杂体系的性质。此外,书中对各种热力学循环,如朗肯循环、布雷顿循环的介绍,也很有特色。它不仅仅是画出循环图,而是详细分析了每个过程的能量输入、输出,以及效率的计算,并且将其与发电、制冷等实际工业应用紧密联系起来。这种“理论联系实际”的讲解方式,让我深深体会到,热力学不仅仅是理论的堆砌,更是驱动现代工业发展的核心动力之一。
刚拿到这本《化工原理(少学时)第二版》,说实话,当初选择这本书纯粹是因为课程要求,对“少学时”三个字带着一丝先入为主的“简化”和“不深入”的预判。然而,翻阅之后,这种想法被彻底颠覆了。它并没有因为“少学时”而牺牲内容的严谨性和深度,反而以一种更加精炼、更有条理的方式呈现了化工原理的核心概念。开篇的流体力学部分,就给了我很大的惊喜。它并没有像某些厚重的教材那样,铺天盖地地罗列各种公式和推导,而是抓住了最关键的原理,比如伯努利方程的物理意义,动量方程的应用场景,以及流体阻力与雷诺数的关系。作者在讲解这些内容时,非常注重从宏观到微观的逻辑过渡,让你能深刻理解为什么这些公式会出现,以及它们是如何与实际的工程问题联系起来的。例如,在讲量纲分析和相似性原理时,书中用了很多贴近生活的例子,比如模拟船在水槽中的运动来研究真实海船的受力,这种生动的比喻极大地降低了抽象概念的理解门槛。我特别喜欢书中对“相似准数”的讲解,它不仅仅是罗列几个无量纲的数,而是清晰地阐述了它们各自代表的物理意义,以及在模型实验中如何运用它们来预测真实工业过程的表现。这种讲解方式,让我觉得我不是在死记硬背,而是在真正地“理解”和“掌握”这些知识。甚至连那些看似枯燥的边界层理论,书中也通过清晰的图示和简洁的语言,勾勒出了其核心思想,让你明白它对于理解传质传热过程的重要性。总而言之,这本书在流体力学部分的处理,恰到好处地平衡了理论深度和教学效率,让我这个原本对流体力学感到有些畏惧的学生,重新找回了学习的兴趣和信心。
《化工原理(少学时)第二版》在化学反应工程部分的讲解,给我带来了一种全新的视角。我一直认为,化学反应工程是整个化工原理中最具创造性和挑战性的部分,它涉及到如何设计和优化化学反应器,以实现高效、经济、安全的生产。这本书在这方面的处理,既有深度又不失灵活。书中在介绍反应动力学时,并没有陷入复杂的数学推导,而是着重于解释反应速率方程的物理意义,以及浓度、温度、催化剂等因素对反应速率的影响。它用清晰的图示和简洁的语言,生动地描绘了不同反应级数的反应速率曲线,让我能够直观地理解反应过程的动态变化。在讲解反应器类型时,书中对连续搅拌釜反应器(CSTR)、管式反应器(PFR)等经典反应器进行了深入的比较分析,并着重阐述了它们各自的优点和适用范围。它通过对停留时间分布、转化率等关键参数的讨论,让我明白不同反应器结构如何影响反应过程的效率。尤其让我印象深刻的是,书中在讲解催化反应时,不仅仅是提及催化剂的作用,而是深入探讨了催化剂的失活机理和再生方法,以及如何根据催化剂的特性来设计反应器。此外,书中还涉及了多相反应器设计,以及反应与传质、传热的耦合效应,这些内容虽然相对复杂,但通过清晰的逻辑和实例分析,让我能够逐渐掌握其核心要点。
陈敏恒先生上下两册大《化工原理》的简化版,很多内容原封不动地搬过来。
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