掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
化工原理 版權信息
- ISBN：9787030725356
- 條形碼：9787030725356 ; 978-7-03-072535-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
化工原理 內容簡介
本書涵蓋動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞的基本內容，重點介紹化工單元操作的基本原理、典型設備及計算。全書包括緒論、流體流動、流體輸送機械、機械分離、傳熱、蒸發、吸收、蒸餾、干燥，書末有附錄。本書強化基本概念和基本原理，淡化煩瑣的推導過程，強調知識應用、設備選型，致力于解決工程實際問題。為了便于學生理解并掌握單元操作基本原理和計算方法，培養其分析和解決問題的能力，本書列舉了較多典型的例題，同時每章配有適量的習題。 本書可作為高等學；ゎ惣跋嚓P專業化工原理或化工基礎課程教材，也可供輕工、石油、制藥、食品、環境、材料等專業選用及有關部門從事科研、設計的工程技術人員參考。
化工原理 目錄
目錄
前言
第0章 緒論 1
0.1 化工原理課程的性質和內容 1
0.2 化工原理課程的研究方法 2
0.3 化工原理重要基本概念 2
0.4 單位制與單位換算 4
0.5 量綱分析 5
第1章 流體流動 7
1.1 流體靜力學 7
1.1.1 流體的密度 7
1.1.2 流體的靜壓強 9
1.1.3 流體靜力學基本方程 10
1.1.4 流體靜力學基本方程的應用 12
1.2 流體流動的基本方程 15
1.2.1 流量與流速 16
1.2.2 穩定流動與不穩定流動 16
1.2.3 連續性方程 17
1.2.4 伯努利方程 18
1.2.5 伯努利方程的應用 21
1.3 流體流動現象 25
1.3.1 黏度 25
1.3.2 流動類型與雷諾數 27
1.3.3 圓管內層流流動速度分布及壓降 28
1.3.4 圓管內湍流流動速度分布及流動阻力 30
1.3.5 邊界層及邊界層分離 32
1.4 流體流動的阻力損失 34
1.4.1 層流時直管阻力損失計算 34
1.4.2 湍流時直管阻力損失計算 35
1.4.3 局部阻力損失 40
1.5 流體輸送管路的計算 44
1.5.1 阻力對管內流動的影響 44
1.5.2 管路的計算 46
1.5.3 復雜管路 48
1.6 流速和流量的測量 52
1.6.1 測速管 52
1.6.2 孔板流量計 53
1.6.3 轉子流量計 56
第2章 流體輸送機械 63
2.1 離心泵 63
2.1.1 離心泵的工作原理 63
2.1.2 離心泵的理論壓頭 65
2.1.3 離心泵的性能參數和特性曲線 68
2.1.4 離心泵的安裝高度 71
2.1.5 離心泵的工作點與流量調節 73
2.1.6 離心泵的組合操作 76
2.1.7 離心泵的類型與選用 78
2.2 往復泵 80
2.2.1 往復泵的工作原理及類型 80
2.2.2 往復泵的特性 81
2.2.3 往復泵的流量調節 82
2.3 其他類型的泵 83
2.4 氣體輸送機械 85
2.4.1 通風機 86
2.4.2 鼓風機 88
2.4.3 壓縮機 88
2.4.4 真空泵 91
第3章 機械分離 94
3.1 概述 94
3.1.1 混合物的分類 94
3.1.2 非均相混合物的分離方法 94
3.1.3 非均相混合物分離的目的 94
3.2 顆粒及顆粒床層的特性 95
3.2.1 顆粒的特性 95
3.2.2 顆粒床層的特性 96
3.3 顆粒的沉降運動 97
3.3.1 流體繞過顆粒的流動 98
3.3.2 靜止流體中顆粒的自由沉降 99
3.4 沉降分離設備 102
3.4.1 重力沉降設備 102
3.4.2 離心沉降設備 107
3.5 流體通過固定床的壓強降 113
3.5.1 顆粒床層的簡化模型 113
3.5.2 量綱分析法和數學模型法的比較 116
3.6 過濾 117
3.6.1 過濾操作的基本概念 117
3.6.2 過濾過程的物料衡算 119
3.6.3 過濾基本方程 120
3.6.4 過濾過程的計算 121
3.6.5 過濾設備 126
3.6.6 濾餅的洗滌 129
3.6.7 過濾機的生產能力 130
3.7 其他機械分離技術 132
3.8 機械分離方法的選擇 133
第4章 傳熱 136
4.1 概述 136
4.1.1 化工生產的三種傳熱形式 136
4.1.2 加熱劑和冷卻劑 136
4.1.3 傳熱過程基本概念 137
4.1.4 傳熱的三種基本方式 137
4.2 熱傳導 138
4.2.1 傅里葉定# 138
4.2.2 導熱系數 138
4.2.3 平壁穩定熱傳導 139
4.2.4 筒壁穩定熱傳導 141
4.3 對流傳熱 142
4.3.1 對流傳熱概述 142
4.3.2 牛頓冷卻定律和對流傳熱系數 142
4.3.3 流體無相變對流傳熱 143
4.3.4 流體有相變對流傳熱 144
4.4 傳熱過程的計算 145
4.4.1 熱量衡算 145
4.4.2 總傳熱速率微分方程 146
4.4.3 總傳熱系數 147
4.4.4 總傳熱速率方程 149
4.5 間壁式換熱器簡介 152
第5章 蒸發 161
5.1 概述 161
5.1.1 蒸發操作的目的和流程 161
5.1.2 蒸發操作的特點 161
5.1.3 蒸發的分類 162
5.2 單效蒸發 162
5.2.1 物料衡算 162
5.2.2 熱量衡算 163
5.2.3 蒸發速率和傳熱溫度差 163
5.2.4 單效蒸發過程的計算 165
5.3 蒸發操作的經濟性和多效蒸發 167
5.3.1 衡量蒸發操作經濟性的方法 167
5.3.2 蒸發操作的節能方法 168
5.4 蒸發設備 170
5.4.1 各種蒸發器 170
5.4.2 蒸發器的傳熱系數 173
5.4.3 蒸發附屬設備 173
第6章 吸收 175
6.1 吸收過程及吸收劑 175
6.2 吸收的相平衡 177
6.2.1 溶解度 177
6.2.2 亨利定# 178
6.2.3 相平衡與吸收過程的關系 181
6.3 傳質機理與吸收過程的速率 182
6.3.1 菲克定律 182
6.3.2 等摩爾逆向擴散 183
6.3.3 單方向擴散 185
6.3.4 單相內的對流傳質 187
6.3.5 雙膜理論 189
6.3.6 總傳質速率方程 190
6.3.7 傳質速率方程的其他表示形式 192
6.4 填料吸收塔的計算 194
6.4.1 物料衡算與操作線方程 194
6.4.2 吸收劑用量 195
6.4.3 填料層高度的計算 198
6.4.4 填料塔的操作計算 208
6.5 解吸塔 210
6.6 填料塔 211
6.6.1 填料塔的結構 211
6.6.2 填料塔內氣液兩相流動特性 212
6.6.3 塔徑的計算 213
6.6.4 填料塔的附件 214
第7章 蒸餾 219
7.1 概述 219
7.1.1 雙組分理想物系的氣液平衡關系 219
7.1.2 雙組分理想溶液的氣液平衡相圖 222
7.2 平衡蒸餾和簡單蒸餾 225
7.2.1 平衡蒸餾 225
7.2.2 簡單蒸餾 226
7.3 精餾原理和流程 226
7.3.1 多次部分氣化、部分冷凝 226
7.3.2 精餾塔分離過程 228
7.3.3 塔板的作用 229
7.4 雙組分連續精餾的計算 230
7.4.1 理論板的概念及恒摩爾流假定 230
7.4.2 物料衡算和操作線方程 231
7.4.3 進料熱狀況的影響 233
7.4.4 理論板層數的求法 235
7.4.5 回流比的影響與選擇 240
7.4.6 理論板數的簡捷計算 243
7.4.7 塔高和塔徑的計算 245
7.4.8 精餾塔的操作和調節 247
7.4.9 精餾裝置的熱量衡算 247
7.5 間歇精餾 248
7.5.1 餾出液組成維持恒定的操作 249
7.5.2 回流比維持恒定的操作 249
7.6 特殊精餾 250
7.6.1 恒沸精餾 250
7.6.2 萃取精餾 251
7.7 板式塔 252
7.7.1 塔板結構 252
7.7.2 塔板類型 253
7.7.3 塔板的流體力學狀況 254
第8章 干燥 258
8.1 概述 258
8.2 對流干燥 259
8.3 濕空氣的性質及濕度圖 260
8.3.1 濕空氣的性質 260
8.3.2 濕度圖 263
8.4 干燥過程的物料衡算和熱量衡算 265
8.4.1 物料中含水量的表示方法 265
8.4.2 干燥器的物料衡算 266
8.4.3 熱量衡算 266
8.5 干燥速率與干燥時間 268
8.5.1 物料中所含水分的性質 268
8.5.2 恒定干燥條件下的干燥速率 269
8.5.3 恒定干燥條件下干燥時間的計算 271
8.6 干燥器 273
8.6.1 常用對流干燥器 274
8.6.2 干燥器的選擇 278
參考文獻 280
附錄 281
附錄1 法定單位計量及單位換算 281
附錄2 干空氣的物理性質（101.3kPa） 282
附錄3 水的物理性質 283
附錄4 水在不同溫度下的黏度 284
附錄5 水的飽和蒸氣壓（-20～100°C） 284
附錄6 飽和水蒸氣表（以溫度為準） 286
附錄7 飽和水蒸氣表（以用kPa為單位的壓強為準） 288
附錄8 常用流體流速范圍 289
附錄9 管子規格 291
附錄10 IS型單級單吸離心泵規格（摘錄） 292
附錄11 4-72-11型離心通風機規格（摘錄） 294
附錄12 —些固體材料的導熱系數 295
附錄13 —些液體的導熱系數 296
附錄14 壁面污垢熱阻[（m2+ C）/W] 297
附錄15 管板式熱交換器系列標準（摘錄） 298
附錄16 部分物質的安托萬常數 299
附錄17 —些二元物系的氣液平衡組成 300
附錄18 某些氣體溶于水的亨利系數 301
附錄19 乙醇-水體系濃度與折射率的關系（25C） 302
附錄20 常見氣體的擴散系數 302
附錄21 幾種常用填料的特性數據 303
前言
第0章 緒論 1
0.1 化工原理課程的性質和內容 1
0.2 化工原理課程的研究方法 2
0.3 化工原理重要基本概念 2
0.4 單位制與單位換算 4
0.5 量綱分析 5
第1章 流體流動 7
1.1 流體靜力學 7
1.1.1 流體的密度 7
1.1.2 流體的靜壓強 9
1.1.3 流體靜力學基本方程 10
1.1.4 流體靜力學基本方程的應用 12
1.2 流體流動的基本方程 15
1.2.1 流量與流速 16
1.2.2 穩定流動與不穩定流動 16
1.2.3 連續性方程 17
1.2.4 伯努利方程 18
1.2.5 伯努利方程的應用 21
1.3 流體流動現象 25
1.3.1 黏度 25
1.3.2 流動類型與雷諾數 27
1.3.3 圓管內層流流動速度分布及壓降 28
1.3.4 圓管內湍流流動速度分布及流動阻力 30
1.3.5 邊界層及邊界層分離 32
1.4 流體流動的阻力損失 34
1.4.1 層流時直管阻力損失計算 34
1.4.2 湍流時直管阻力損失計算 35
1.4.3 局部阻力損失 40
1.5 流體輸送管路的計算 44
1.5.1 阻力對管內流動的影響 44
1.5.2 管路的計算 46
1.5.3 復雜管路 48
1.6 流速和流量的測量 52
1.6.1 測速管 52
1.6.2 孔板流量計 53
1.6.3 轉子流量計 56
第2章 流體輸送機械 63
2.1 離心泵 63
2.1.1 離心泵的工作原理 63
2.1.2 離心泵的理論壓頭 65
2.1.3 離心泵的性能參數和特性曲線 68
2.1.4 離心泵的安裝高度 71
2.1.5 離心泵的工作點與流量調節 73
2.1.6 離心泵的組合操作 76
2.1.7 離心泵的類型與選用 78
2.2 往復泵 80
2.2.1 往復泵的工作原理及類型 80
2.2.2 往復泵的特性 81
2.2.3 往復泵的流量調節 82
2.3 其他類型的泵 83
2.4 氣體輸送機械 85
2.4.1 通風機 86
2.4.2 鼓風機 88
2.4.3 壓縮機 88
2.4.4 真空泵 91
第3章 機械分離 94
3.1 概述 94
3.1.1 混合物的分類 94
3.1.2 非均相混合物的分離方法 94
3.1.3 非均相混合物分離的目的 94
3.2 顆粒及顆粒床層的特性 95
3.2.1 顆粒的特性 95
3.2.2 顆粒床層的特性 96
3.3 顆粒的沉降運動 97
3.3.1 流體繞過顆粒的流動 98
3.3.2 靜止流體中顆粒的自由沉降 99
3.4 沉降分離設備 102
3.4.1 重力沉降設備 102
3.4.2 離心沉降設備 107
3.5 流體通過固定床的壓強降 113
3.5.1 顆粒床層的簡化模型 113
3.5.2 量綱分析法和數學模型法的比較 116
3.6 過濾 117
3.6.1 過濾操作的基本概念 117
3.6.2 過濾過程的物料衡算 119
3.6.3 過濾基本方程 120
3.6.4 過濾過程的計算 121
3.6.5 過濾設備 126
3.6.6 濾餅的洗滌 129
3.6.7 過濾機的生產能力 130
3.7 其他機械分離技術 132
3.8 機械分離方法的選擇 133
第4章 傳熱 136
4.1 概述 136
4.1.1 化工生產的三種傳熱形式 136
4.1.2 加熱劑和冷卻劑 136
4.1.3 傳熱過程基本概念 137
4.1.4 傳熱的三種基本方式 137
4.2 熱傳導 138
4.2.1 傅里葉定# 138
4.2.2 導熱系數 138
4.2.3 平壁穩定熱傳導 139
4.2.4 筒壁穩定熱傳導 141
4.3 對流傳熱 142
4.3.1 對流傳熱概述 142
4.3.2 牛頓冷卻定律和對流傳熱系數 142
4.3.3 流體無相變對流傳熱 143
4.3.4 流體有相變對流傳熱 144
4.4 傳熱過程的計算 145
4.4.1 熱量衡算 145
4.4.2 總傳熱速率微分方程 146
4.4.3 總傳熱系數 147
4.4.4 總傳熱速率方程 149
4.5 間壁式換熱器簡介 152
第5章 蒸發 161
5.1 概述 161
5.1.1 蒸發操作的目的和流程 161
5.1.2 蒸發操作的特點 161
5.1.3 蒸發的分類 162
5.2 單效蒸發 162
5.2.1 物料衡算 162
5.2.2 熱量衡算 163
5.2.3 蒸發速率和傳熱溫度差 163
5.2.4 單效蒸發過程的計算 165
5.3 蒸發操作的經濟性和多效蒸發 167
5.3.1 衡量蒸發操作經濟性的方法 167
5.3.2 蒸發操作的節能方法 168
5.4 蒸發設備 170
5.4.1 各種蒸發器 170
5.4.2 蒸發器的傳熱系數 173
5.4.3 蒸發附屬設備 173
第6章 吸收 175
6.1 吸收過程及吸收劑 175
6.2 吸收的相平衡 177
6.2.1 溶解度 177
6.2.2 亨利定# 178
6.2.3 相平衡與吸收過程的關系 181
6.3 傳質機理與吸收過程的速率 182
6.3.1 菲克定律 182
6.3.2 等摩爾逆向擴散 183
6.3.3 單方向擴散 185
6.3.4 單相內的對流傳質 187
6.3.5 雙膜理論 189
6.3.6 總傳質速率方程 190
6.3.7 傳質速率方程的其他表示形式 192
6.4 填料吸收塔的計算 194
6.4.1 物料衡算與操作線方程 194
6.4.2 吸收劑用量 195
6.4.3 填料層高度的計算 198
6.4.4 填料塔的操作計算 208
6.5 解吸塔 210
6.6 填料塔 211
6.6.1 填料塔的結構 211
6.6.2 填料塔內氣液兩相流動特性 212
6.6.3 塔徑的計算 213
6.6.4 填料塔的附件 214
第7章 蒸餾 219
7.1 概述 219
7.1.1 雙組分理想物系的氣液平衡關系 219
7.1.2 雙組分理想溶液的氣液平衡相圖 222
7.2 平衡蒸餾和簡單蒸餾 225
7.2.1 平衡蒸餾 225
7.2.2 簡單蒸餾 226
7.3 精餾原理和流程 226
7.3.1 多次部分氣化、部分冷凝 226
7.3.2 精餾塔分離過程 228
7.3.3 塔板的作用 229
7.4 雙組分連續精餾的計算 230
7.4.1 理論板的概念及恒摩爾流假定 230
7.4.2 物料衡算和操作線方程 231
7.4.3 進料熱狀況的影響 233
7.4.4 理論板層數的求法 235
7.4.5 回流比的影響與選擇 240
7.4.6 理論板數的簡捷計算 243
7.4.7 塔高和塔徑的計算 245
7.4.8 精餾塔的操作和調節 247
7.4.9 精餾裝置的熱量衡算 247
7.5 間歇精餾 248
7.5.1 餾出液組成維持恒定的操作 249
7.5.2 回流比維持恒定的操作 249
7.6 特殊精餾 250
7.6.1 恒沸精餾 250
7.6.2 萃取精餾 251
7.7 板式塔 252
7.7.1 塔板結構 252
7.7.2 塔板類型 253
7.7.3 塔板的流體力學狀況 254
第8章 干燥 258
8.1 概述 258
8.2 對流干燥 259
8.3 濕空氣的性質及濕度圖 260
8.3.1 濕空氣的性質 260
8.3.2 濕度圖 263
8.4 干燥過程的物料衡算和熱量衡算 265
8.4.1 物料中含水量的表示方法 265
8.4.2 干燥器的物料衡算 266
8.4.3 熱量衡算 266
8.5 干燥速率與干燥時間 268
8.5.1 物料中所含水分的性質 268
8.5.2 恒定干燥條件下的干燥速率 269
8.5.3 恒定干燥條件下干燥時間的計算 271
8.6 干燥器 273
8.6.1 常用對流干燥器 274
8.6.2 干燥器的選擇 278
參考文獻 280
附錄 281
附錄1 法定單位計量及單位換算 281
附錄2 干空氣的物理性質（101.3kPa） 282
附錄3 水的物理性質 283
附錄4 水在不同溫度下的黏度 284
附錄5 水的飽和蒸氣壓（-20～100°C） 284
附錄6 飽和水蒸氣表（以溫度為準） 286
附錄7 飽和水蒸氣表（以用kPa為單位的壓強為準） 288
附錄8 常用流體流速范圍 289
附錄9 管子規格 291
附錄10 IS型單級單吸離心泵規格（摘錄） 292
附錄11 4-72-11型離心通風機規格（摘錄） 294
附錄12 —些固體材料的導熱系數 295
附錄13 —些液體的導熱系數 296
附錄14 壁面污垢熱阻[（m2+ C）/W] 297
附錄15 管板式熱交換器系列標準（摘錄） 298
附錄16 部分物質的安托萬常數 299
附錄17 —些二元物系的氣液平衡組成 300
附錄18 某些氣體溶于水的亨利系數 301
附錄19 乙醇-水體系濃度與折射率的關系（25C） 302
附錄20 常見氣體的擴散系數 302
附錄21 幾種常用填料的特性數據 303
展開全部
化工原理 節選
第0章緒論 0.1化工原理課程的性質和內容 化工原理是綜合運用數學、物理、化學和計算機技術等基礎知識，用自然科學中的基本原理（質量守恒、能量守恒及平衡關系等）來研究化工生產中內在的共同規律，討論化工生產過程中各單元操作的基本原理、典型設備結構、工藝尺寸設計和設備的選型以及計算方法的一門工程學科；ぴ硎腔ゎ惣跋嚓P專業學生必修的一門基礎技術課程，在基礎課與專業課之間起著承上啟下、從“化學”到“化工”、由“理”及“工”的橋梁作用，是自然科學領域的基礎課向工程科學的專業課過渡的入門課程。 化工生產是指對原料進行物理加工和化學處理，使其成為生產資料和生活資料的過程。由于原料、產品的多樣性及生產過程的復雜性，形成了數以萬計的化工生產工藝。盡管各種產品的生產工藝各不相同，但都要經過“原料一前處理一化學反應一后處理一產品”這一過程。其中，化學反應是化工生產的核心，前、后處理多數是物理過程，如粉碎、沉降、過濾、蒸發、冷凍、蒸餾、吸收、萃取、干燥等，為化學反應提供適宜的反應條件并將反應產物分離提純而獲得*終產品。 即使在一個現代化的大型工廠中，反應器的數目也并不多，絕大多數設備和過程都用來進行各種前、后處理操作。前、后處理工序占用企業的大部分設備投資和操作費用。可見，前、后處理過程在化工生產中占有重要地位。 化學工業中將具有同樣的物理變化，遵循共同的物理規律，使用相似的設備，具有相同功能的基本物理操作稱為單元操作。 化工生產中常用的單元操作列于表0-1。 隨著高新技術產業的發展，特別是新材料、生物工程和中藥等現代化生產的發展，出現了許多新產品、新工藝，對物理加工過程提出了特殊要求，出現了新的單元操作和新的化工技術，如膜分離、超臨界流體技術、超重力場分離技術、電磁分離等。另外，為了提高效率、降低能耗和實現綠色化工生產，將各單元操作互相耦合，產生了許多新技術，如反應精餾、萃取精餾、加鹽萃取、反應膜分離、超臨界結晶、超臨界吸附等。 各單元操作中所發生的過程雖然多種多樣，但是從物理本質而言只有三種，即動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞。 動量傳遞是研究動量在運動的介質中所發生的變化規律，如流體流動、沉降和混合等操作中的傳遞；熱量傳遞是研究熱量由一個地方到另一個地方的傳遞，如傳熱、干燥、蒸發、蒸餾等操作中存在這種傳遞；質量傳遞涉及物質由一相轉移到另一不同的相，在氣相、液相和固相中，其傳遞機理都是一樣的，如蒸餾、吸收、萃取等操作中存在這種傳遞。表0-1所列各單元操作均歸屬傳遞過程。 0.2化工原理課程的研究方法 在化工生產中遇到的問題，除了極少數簡單的問題可以通過理論分析解決以外，其余都需要依靠實驗研究解決。化工研究的任務和目的是通過小型實驗發現過程規律，然后應用研究結果指導生產實際，進行實際生產過程與設備的設計與改進。化工原理是一門實踐性很強的工程課程，在其長期的發展過程中形成了兩種基本的研究方法：實驗研究方法和數學模型方法。 （1）實驗研究方法即經驗的方法。該方法一般以量綱分析和相似論為指導，依靠實驗確定過程變量之間的關系。通常用無量綱的數群（或稱準數）構成的關系來表達。實驗研究方法避免了數學方程的建立，是一種工程上通用的基本方法，至今仍然是一種重要的研究方法。 （2）數學模型方法即半理論、半經驗的方法。該方法通過對實際復雜過程機理的深入分析，在抓住過程本質的前提下，做出某些合理簡化，進行數學描述，建立數學模型，通過實驗確定模型參數。由于數學模型在影響過程的主要因素之間建立了聯系，因此能較好地反映過程的真實情況，目前正日益獲得廣泛應用。 0.3化工原理重要基本概念 在研究各種單元操作時，為了掌握過程始末和過程中各股物料的數量、組成之間的關系，計算過程中吸收或釋放的能量，必須做物料衡算及能量衡算。此外，為了計算所需設備的工藝尺寸，必須依據平衡關系，了解過程進行的方向與極限，根據速率關系分析過程進行的快慢。因此，平衡關系和速率關系也是研究各種單元操作原理的基本內容。 1.物料衡算 物料衡算是化工計算中*基本也是*重要的內容之一，它是能量衡算的基礎。一般在物料衡算之后，才能計算所需要提供或移走的能量。物料衡算通常有兩種情況，一種是對已有的生產設備或裝置，利用實際測定的數據，算出另一些不能直接測定的物料量，用此計算結果對生產情況進行分析、做出判斷、提出改進措施；另一種是設計一種新的設備或裝置，根據設計任務，先做物料衡算，求出進、出各設備的物料量，再做能量衡算，求出設備或過程的熱負荷，從而確定設備尺寸及整個工藝流程。 物料衡算也稱為質量衡算，其依據是質量守恒定律。它反映一個過程中原料、產物、副產物等之間的關系，即進入體系的物料總量必等于從體系排出的物料總量和過程中積累的物料量之和。 輸入體系的物料總量=排出體系的物料總量+體系積累的物料量 物料衡算可按下列步驟進行： （1）根據研究過程的實際情況繪制出簡明流程示意圖，并標明設備、各股物料的數量、單位及流向。 （2）明確衡算范圍？梢允菃蝹設備或若干個設備串聯而成的生產過程，也可以是設備的一部分，視實際情況而定。 （3）規定衡算基準。一般來說，連續操作中常以單位時間為基準，間歇操作中則以一批參與過程的物料為基準。 （4）列出衡算式，求解未知量。 2.能量衡算 能量衡算的依據是能量守恒定律。在化工生產操作中，始終貫穿著能量的使用是否完善的問題。提高輸入體系能量的有效利用率和盡量減少能量的損失，在很大程度上關系著產品成本和生產的經濟效益。在任何一個化工過程中，向體系輸入的能量必等于從該體系輸出的能量和能量損失之和。 輸入體系的總能量=輸出體系的總能量+體系損失的總能量 由于在單元操作和化工過程中主要涉及物料的溫度和熱量的變化，因此化工計算中*常見的是熱量衡算。 能量衡算的計算步驟與物料衡算相似。由于能量與溫度有關，因此能量衡算時必須選擇一個基準溫度。基準溫度習慣選0°C，并規定0°C時的液體焓為零。 3.平衡關系 平衡關系是在一定條件下，過程按照進行的方向所能達到的*大限度，也就是通常所說的達到平衡狀態。例如傳熱過程，如果空間兩處流體的溫度不同，即溫度不平衡，熱量就會從高溫流體處向低溫流體處傳遞，直到兩處流體溫度相等為止，此時傳熱過程達到平衡。從宏觀上來說，兩處沒有熱量傳遞。因此，過程的平衡關系可以判斷物理或化學變化過程進行的方向以及可能達到的極限。上述傳熱過程進行的方向是由高溫處向低溫處，以兩處溫度相同作為傳熱過程極限。 當條件改變時，原有的平衡被打破，直至達到新的平衡。在生產過程中常用改變平衡條件的方法，使反應向有利于生成目標產物的方向進行。 4.過程速率 過程速率是指物理或化學變化過程進行的快慢，一般用單位時間過程進行的變化量來表示。例如，傳熱過程速率用單位時間傳遞的熱量或單位時間單位面積傳遞的熱量表示；傳質過程速率用單位時間單位面積傳遞的質量表示。過程進行的速率決定設備的生產能力，速率越大，設備的生產能力也越大，或在相同產量時所需要的設備尺寸越小。在工程上，過程速率問題往往比物系平衡問題更重要。 過程的速率受多種因素影響，因此目前還不能用一個簡單的數學式表示一切化工過程的速率與其影響因素之間的關系，通常將其歸納成下述普遍式： 過程速率=過程推動力過程阻力過程速率與過程推動力成正比，與過程阻力成反比，這三者的關系類似于電學中的歐姆定律。過程進行的推動力是過程在瞬間偏離平衡的距離。例如，流體流動過程的推動力為勢能差，傳熱過程的推動力為溫度差，傳質過程的推動力為實際濃度與平衡時的濃度差。過程的阻力是與過程推動力相對應的，它與過程的操作條件和物性有關。從以上基本關系可以看出，要提高過程速率，可以通過增大過程推動力來實現。 0.4單位制與單位換算 任何一個物理量的大小都是用數字和單位聯合表達的，二者缺一不可。 1.單位制 物理量的單位一般是可任選的，但由于各個物理量之間存在客觀聯系，所以不必對每種物理量的單位都單獨進行任意選擇，而可通過某些物理量的單位來度量另一些物理量。因此，單位有基本單位和導出單位兩種。在描述單元操作的眾多物理量中，獨立的物理量稱為基本量，其單位稱為基本單位，如時間、長度、質量等；由基本量導出的物理量稱為導出物理量，其單位稱為導出單位，如速度、加速度、密度等。 基本單位和導出單位構成一個完整的體系，稱為單位制。 由于歷史和地區的原因及學科領域的不同，出現了對基本量及其單位的不同選擇，因而產生了不同的單位制。常用的單位制有以下幾種。 1）厘米 克 秒制 厘米 克 秒制簡稱CGS制，又稱物理單位制。其基本量為長度、質量和時間，它們的單位為基本單位，其中長度單位是厘米，質量單位是克，時間單位是秒。力是導出量，力的單位由牛頓第二定律F=ma導出，其單位為（g.cm）/s2，稱為達因（dyne）。在過去的科學實驗和物理化學數據手冊中常用這種單位制。 2）工程單位制 工程單位制又稱重力單位制。工程單位制選用長度、力和時間為基本量，其基本單位分別為米、千克力和秒。質量是導出量。工程單位制中力的單位千克力相當于真空中質量為1kg的物體在重力加速度為9.81m/s2下所受的重力。質量的單位相應為（kgf_s2）/m，并無專門名稱。 3）國際單位制 國際單位制簡稱SI制。國際單位制共規定了七個基本量和兩個輔助量，如表0-2所示。 自然科學與工程技術領域的一切單位都可以由SI制中的七個基本單位導出，所以SI制通用于所有科學部門，這就是其通用性；在SI制中任何一個導出單位由基本單位相乘或相除而導出時，都不引入比例常數，或者說其比例常數都等于1，從而使運算簡便，不易發生錯漏，這就是其一貫性。SI制“通用性”和“一貫性”的優點，使其在國際上迅速得到推廣。 我國目前使用的是以SI制為基礎的法定計量單位，它是根據我國國情，在SI制單位的基礎上適當增加一些其他單位構成的。例如，體積的單位升（L），質量的單位噸（t），時間的單位分（min）、時（h）、日（d）、年（a）仍可使用。 當前，各學科領域都有采用國際單位制的趨勢。本書采用法定計量單位，但在實際應用中仍可能遇到非法定計量單位，這就需要掌握不同單位制之間的換算方法。 2.單位換算 同一物理量，若采用不同的單位，其數值就不同。例如，國際單位制中長度單位為m，精餾塔直徑（D）為2m;在CGS制中，長度單位為cm，精餾塔直徑為200cm。它們之間的換算關系為：D=2m=200cm。如果是一個復雜的單位，若查不到其單位換算關系，可以將這個復雜的單位分解成簡單的單位逐一換算。 化工計算中常遇到經驗公式，它是根據實際數據整理而成的公式，式中各物理量的單位由經驗公式指定。當所給物理量的單位與經驗公式中指定的單位不同時，需要進行單位換算。換算方法主要有兩種，一種是將各物理量的數據換算成經驗公式中指定單位的數據后，再分別代入經驗公式進行運算；另一種是經驗公式需經常使用，對大量的數據進行單位換算很煩瑣，則可將經驗公式加以變換，使公式中各物理量統一為所希望的單位制。 0.5量綱分析 量綱與單位不是一個概念，如長度的單位有米、厘米、毫米等。為了明確長度的特性，可用量綱i表示。人們規定，用一個符號表示一個基本量，這個符號連同它的指數稱為基本量綱；玖烤V的組合稱為導出量綱。基本量綱和導出量綱統稱量綱。各物理量均可以用量綱表示，如長度用L、質量用M、時間用、溫度用T、密度用Mil3等。 在過程工業中，由于一些物理過程十分復雜，建立理論
書友推薦
- >
新文學天穹兩巨星--魯迅與胡適/紅燭學術叢書(紅燭學術叢書)
- >
中國人在烏蘇里邊疆區:歷史與人類學概述
- >
山海經
- >
自卑與超越
- >
唐代進士錄
- >
隨園食單
- >
我與地壇
- >
巴金－再思錄
本類暢銷
