武漢大學(xué)研究生院_化學(xué)工程基礎(chǔ)李德華_化學(xué)工程基礎(chǔ)(第2版)
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化學(xué)工程基礎(chǔ)(第2版)
單元操作為基礎(chǔ)的化工機(jī)械時(shí)期。20世紀(jì)40年代,因戰(zhàn)爭(zhēng)需要,三項(xiàng)重大開(kāi)發(fā)同時(shí)在美國(guó)出現(xiàn)。這三項(xiàng)重大開(kāi)發(fā)是,流化床催化裂化制取高級(jí)航空燃料油、丁苯橡膠的乳液聚合以及制造首批原子彈的曼哈頓工程。前兩者是用20世紀(jì)30年代逐級(jí)放大的方法完成的,放大比例一般不超過(guò)50:1。但是曼哈頓工程由于時(shí)間緊迫和放射性的危害,必須采用較高的放大比例,達(dá)1000:1或更高一些。這就要求依靠更加堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),以更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)形式表達(dá)單元操作的理論。
曼哈頓工程的成功大大促進(jìn)了單元操作在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用。20世紀(jì)50年代中期提出了傳遞過(guò)程原理,把化學(xué)工業(yè)中的單元操作進(jìn)一步解析為三種基本操作過(guò)程,即動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞以及三者之間的聯(lián)系。同時(shí),在反應(yīng)過(guò)程中把化學(xué)反應(yīng)與上述三種傳遞過(guò)程一并研究,用數(shù)學(xué)模型描述過(guò)程。連同電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用以及化工系統(tǒng)工程學(xué)的興起,使得化學(xué)工業(yè)發(fā)展進(jìn)入更加理性、更加科學(xué)化的時(shí)期。
20世紀(jì)60年代初,新型高效催化劑的發(fā)明,新型高級(jí)裝置材料的出現(xiàn),,以及大型離心壓縮機(jī)的研究成功,開(kāi)始了化工裝置大型化的進(jìn)程,把化學(xué)工業(yè)推向一個(gè)新的高度。此后,化學(xué)工業(yè)過(guò)程開(kāi)發(fā)周期已能縮短至4~5年,放大倍數(shù)達(dá)500~20000倍。
20世紀(jì)70年代后,現(xiàn)代化學(xué)工程技術(shù)滲入到了各個(gè)加工領(lǐng)域,生產(chǎn)技術(shù)面貌發(fā)生了顯著變化;瘜W(xué)工業(yè)還同時(shí)面臨來(lái)自能源、原料和環(huán)保三大方面的挑戰(zhàn),進(jìn)入一個(gè)新的更為高級(jí)的發(fā)展階段。
現(xiàn)代化的技術(shù)進(jìn)步一日千里。20世紀(jì)最后幾十年的發(fā)明和發(fā)現(xiàn),比過(guò)去兩千年的總和還要多;瘜W(xué)工業(yè)也是如此。在這幾十年中,化學(xué)工業(yè)在世界范圍取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。化學(xué)工業(yè)在很大程度上滿足了農(nóng)業(yè)對(duì)化肥和農(nóng)藥的需要。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,人類(lèi)對(duì)纖維的需要有近2/3是由合成纖維提供的。塑料和合成橡膠滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有部門(mén),在材料工業(yè)中已占據(jù)主導(dǎo)地位。醫(yī)藥合成不僅在數(shù)量上而且在品種和質(zhì)量上都有了較大發(fā)展。化學(xué)工業(yè)的發(fā)展速度已顯著超過(guò)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的平均發(fā)展速度,化工產(chǎn)值在國(guó)民生產(chǎn)總值中所占的比例不斷增加,化學(xué)工業(yè)已發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。
在原料和能源供應(yīng)日趨緊張的條件下,化學(xué)工業(yè)正在通過(guò)技術(shù)進(jìn)步盡量減少其對(duì)原料和能源的消耗;為了滿足整個(gè)社會(huì)日益增長(zhǎng)的能源需求,化學(xué)工業(yè)正在努力提供新的技術(shù)手段,用化學(xué)的方法為人類(lèi)提供更新更多的能源;為了自身的發(fā)展,化學(xué)工業(yè)正在開(kāi)辟新的原料來(lái)源,為以后的發(fā)展奠定豐富的原料基礎(chǔ);隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用,化學(xué)工業(yè)正在進(jìn)入高度自動(dòng)化的階段;一些高新技術(shù),如激光、模擬酶的應(yīng)用,正在使化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的效率顯著提高,技術(shù)面貌發(fā)生根本性的變化;由于有了更新的技術(shù)手段,化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染進(jìn)一步得到控制,并將為改善人類(lèi)的生存條件做出新的貢獻(xiàn)。
……
第一章 化學(xué)工業(yè)與化學(xué)工程
1 化學(xué)工業(yè)概述
1-1 化學(xué)工業(yè)發(fā)展概況。
1-2 我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步
1-3 化學(xué)工業(yè)分類(lèi)
1-4 化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)'
1-5 化工生產(chǎn)工藝及流程
1-6 實(shí)驗(yàn)室研究與化工過(guò)程開(kāi)發(fā)
2 化學(xué)工程學(xué)
2-1 化學(xué)工程學(xué)的形成與發(fā)展
2-2 化學(xué)工程學(xué)研究特點(diǎn)、內(nèi)容和對(duì)象
2-3 化學(xué)工程領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)
3 物料衡算與能量衡算
3-1 物料衡算
3-2 能量衡算
3-3 單位制與單位換算
第二章 流體流動(dòng)與輸送
1 流體靜力學(xué)
1-1 相對(duì)密度
1-2 壓強(qiáng)
1-3 流體靜力學(xué)方程
1-4 流體靜力學(xué)方程應(yīng)用舉例
2 流體流動(dòng)
2-1 流體的流量和流速
2-2 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)與非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)
2-3 流動(dòng)型態(tài)
2-4 牛頓黏性定律
2-5 邊界層及邊界層分離
2-6 流體在管內(nèi)的速度分布
3 流體流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量衡算
4 流體流動(dòng)系統(tǒng)的能量衡算
5 管內(nèi)流動(dòng)阻力
5-1 直管阻力損失計(jì)算通式
5-2 層流流動(dòng)的阻力損失計(jì)算
5-3 湍流摩擦阻力計(jì)算與量綱分析法
5-4 非圓形管內(nèi)的流動(dòng)阻力
5-5 局部阻力損失計(jì)算
6 流體流量的測(cè)量
6-1 孔板流量計(jì)
6-2 轉(zhuǎn)子流量計(jì)
7 流體輸送設(shè)備
7-1 離心泵的構(gòu)造及工作原理
7-2 往復(fù)泵
7-3 旋轉(zhuǎn)泵
7-4 真空泵
習(xí)題
第三章 熱量傳遞
1 概述
1-1 穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳熱
1-2 傳熱基本方式
1-3 熱平衡方程與熱流量方程
2 熱傳導(dǎo)
2-1 傅里葉定律
2-2 導(dǎo)熱系數(shù)
2-3 平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)
2-4 圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)
3 對(duì)流傳熱
3-1 對(duì)流傳熱過(guò)程分析
3-2 牛頓冷卻定律
3-3 傳熱膜系數(shù)
3-4 對(duì)流傳熱小結(jié)
4 熱交換的計(jì)算
4-1 總傳熱系數(shù)
4-2 傳熱的平均溫度差
4-3 熱交換計(jì)算示例
5 熱交換器
5-1 熱交換器的分類(lèi)
5-2 間壁式換熱器
6傳熱過(guò)程的強(qiáng)化
本章符號(hào)說(shuō)明
思考題
習(xí)題
第四章 傳質(zhì)分離基礎(chǔ)
1 傳質(zhì)分離過(guò)程
1-1 分離與人類(lèi)的關(guān)系
1-2 傳質(zhì)分離操作的種類(lèi)
2 傳質(zhì)過(guò)程分析
2-1 雙組分混合體系中的分子傳質(zhì)過(guò)程
2-2 對(duì)流傳質(zhì)過(guò)程(對(duì)流擴(kuò)散)
2-3 兩相問(wèn)的傳質(zhì)模型
3 傳質(zhì)分離過(guò)程的研究進(jìn)展
3-1 傳質(zhì)分離理論研究
3-2 傳質(zhì)分離過(guò)程的研究
習(xí)題
第五章 吸收
1 化學(xué)工業(yè)中的吸收操作
1-1 吸收操作流程
1-2 吸收設(shè)備
1-3 其他吸收流程
1-4 吸收操作分類(lèi)
2 吸收過(guò)程氣液相平衡
2-1 溶解度曲線
2-2 亨利定律
2-3 相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系
3 吸收速率方程
3-1 膜推動(dòng)力表示的吸收速率方程
3-2 總推動(dòng)力表示的吸收速率方程
3-3 氣膜控制與液膜控制
4 低濃度氣體吸收過(guò)程的計(jì)算
4-1 低濃度氣體的吸收特點(diǎn)
4-2 物料衡算與操作線方程
4-3 吸收劑
4-4 填料層高度的計(jì)算
4-5 吸收塔的調(diào)節(jié)與分析
4-6 解吸操作
5 其他類(lèi)型吸收過(guò)程簡(jiǎn)介
5-1 多組分吸收
5-2 化學(xué)吸收
5-3 非等溫吸收
習(xí)題
第六章 精餾
1 氣液相平衡
1-1 x-y相圖
1-2 氣液相平衡方程
2 精餾原理
2-1 精餾基本原理
2-2 精餾流程
3 雙組分連續(xù)精餾的物料衡算和能量衡算
3-1 恒摩爾流假定
3-2 物料衡算和熱量衡算
4 理論塔板數(shù)的計(jì)算
4-1 逐板計(jì)算法
4-2 圖解法
4-3 回流比的影響及選擇
4-4 進(jìn)料狀況的影響
4-5 簡(jiǎn)捷法求理論塔板數(shù)
4-6 塔板效率和實(shí)際塔板數(shù)
5 間歇精餾
5-1 間歇精餾的特點(diǎn)
5-2 恒回流比操作時(shí)的間歇精餾計(jì)算
6 多組分精餾和其他精餾方法簡(jiǎn)介
6-1 多組分精餾
6-2 共沸精餾
6-3 萃取精餾
7 傳質(zhì)設(shè)備
7-1 評(píng)價(jià)塔設(shè)備的指標(biāo)
7-2 填料塔
7-3 板式塔
本章符號(hào)說(shuō)明
思考題
習(xí)題
第七章 其他傳質(zhì)分離技術(shù)
……
第八章 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)基本原理
第九章 均相反應(yīng)過(guò)程
第十章 氣固相催化反應(yīng)器
第十一章 生化反應(yīng)器
附錄
主要參考文獻(xiàn)
索引
本文關(guān)鍵詞:化學(xué)工程基礎(chǔ),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):51840
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