普通高等教育十五國傢級規劃教材：化工原理（上） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

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　　《化工原理(上)》內容體係完善，概念論述清楚，突齣工程性。《化工原理(上)》可作為理工院校化工及相關專業的本科生規劃教材，也是從事化工及相關專業的科技人員、設計和生産人員的參考書。
　　
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內容簡介

　　《化工原理(上)》是普通高等教育“十五”國傢規劃教材，普通高等教育“九五”國傢得點教材，麵嚮21世紀課程教材。《化工原理(上)》將化工單元操作按傳遞過程共性歸類：以動量傳遞為基礎敘述流體輸送、攪拌、流體通過顆粒層的流動、繞流及相關的單元操作；以熱量傳遞為基礎闡述換熱及蒸發操作；以質量傳遞的原理說明吸收、精餾、萃取、吸附、結晶、膜分離等傳質單元操作，後闡述瞭熱量、質量同時傳遞過程的特點及增濕、減濕和乾燥操作。在相關的單元操作之後，闡述瞭常規分離方法的選擇，為讀者日後的工業實踐打下一定的基礎。《化工原理(上)》以過程工程原理的共性和處理工程問題的方法論作為貫穿化工單元操作的兩條主綫，注意從典型實例的剖析中提煉若乾重要的工程觀點，以期提高讀者處理實際工程問題的能力。全書分上、下兩冊。上冊包括：緒論、流體流動、流體輸送機械、液體的攪拌、流體通過顆粒層的流動、顆粒的沉降和流態化、傳熱、蒸發共七章。每章均附有例題、習題、思考題。

內頁插圖

目錄

緒論
第1章 流體流動
1.1 概述
1.1.1 流體流動的考察方法
1.1.2 流體流動中的作用力
1.1.3 流體流動中的機械能
1.2 流體靜力學
1.2.1 靜壓強在空間的分布
1.2.2 壓強能與位能
1.2.3 壓強的錶示方法
1.2.4 壓強的靜力學測量方法
1.3 流體流動中的守恒原理
1.3.1 質量守恒
1.3.2 機械能守恒
1.3.3 動量守恒
1.4 流體流動的內部結構
1.4.1 流動的類型
1.4.2 湍流的基本特徵
1.4.3 邊界層及邊界層脫體
1.4.4 圓管內流體運動的數學描述
1.5 阻力損失
1.5.1 兩種阻力損失
1.5.2 湍流時直管阻力損失的實驗研究方法
1.5.3 直管阻力損失的計算式
1.5.4 局部阻力損失
1.6 流體輸送管路的計算
1.6.1 阻力對管內流動的影響
1.6.2 管路計算
1.6.3 可壓縮流體的管路計算
1.7 流速和流量的測定
1.7.1 皮托管
1.7.2 孔闆流量計
1.7.3 轉子流量計
1.8 非牛頓流體的流動
1.8.1 非牛頓流體的基本特性
1.8.2 非牛頓流體的層流流動
1.8.3 非牛頓流體的湍流流動與減阻現象
習題
思考題
本章 主要符號說明
參考文獻
第2章 流體輸送機械
2.1 概述
2.2 離心泵
2.2.1 離心泵的工作原理
2.2.2 離心泵的特性麯綫
2.2.3 離心泵的流量調節和組閤操作
2.2.4 離心泵的安裝高度
2.2.5 離心泵的類型與選用
2.3 往復泵
2.3.1 往復泵的作用原理和類型
2.3.2 往復泵的流量調節
2.4 其他化工用泵
2.4.1 非正位移泵
2.4.2 正位移泵
2.4.3 各類化工用泵的比較與選擇
2.5 氣體輸送機械
2.5.1 通風機
2.5.2 鼓風機
2.5.3 壓縮機
2.5.4 真空泵
習題
思考題
本章 主要符號說明
參考文獻
第3章 液體的攪拌
3.1 概述
3.1.1 攪拌器的類型
3.1.2 混閤效果的度量
3.2 混閤機理
3.2.1 攪拌器的兩個功能
3.2.2 均相液體的混閤機理
3.2.3 非均相物係的混閤機理
3.3 攪拌器的性能
3.3.1 幾種常用攪拌器的性能
3.3.2 強化湍動的措施
3.4 攪拌功率
3.4.1 攪拌器的混閤效果與功率消耗
3.4.2 功率麯綫
3.4.3 攪拌功率的分配
3.5 攪拌器的放大
3.6 其他混閤設備
習題
思考題
本章 主要符號說明
參考文獻
第4章 流體通過顆粒層的流動
4.1 概述
4.2 顆粒床層的特性
4.2.1 單顆粒的特性
4.2.2 顆粒群的特性
4.2.3 床層特性
4.3 流體通過固定床的壓降
4.3.1 顆粒床層的簡化模型
4.3.2 量綱分析法和數學模型法的比較
4.4 過濾原理及設備
4.4.1 過濾原理
4.4.2 過濾設備
4.5 過濾過程計算
4.5.1 過濾過程的數學描述
4.5.2 間歇過濾的濾液量與過濾時間的關係
4.5.3 洗滌速率與洗滌時間
4.5.4 過濾過程的計算
4.6 加快過濾速率的途徑
習題
思考題
本章 主要符號說明
參考文獻
第5章 顆粒的沉降和流態化
5.1 概述
5.2 顆粒的沉降運動
5.2.1 流體對固體顆粒的繞流
5.2.2 靜止流體中顆粒的自由沉降
5.3 沉降分離設備
5.3.1 重力沉降設備
5.3.2 離心沉降設備
5.4 固體流態化技術
5.4.1 流化床的基本概念
5.4.2 實際的流化現象
5.4.3 流化床的主要特性
5.4.4 流化床的操作範圍
5.4.5 流化質量
5.5 氣力輸送
5.5.1 概述
5.5.2 氣力輸送裝置
5.5.3 稀相輸送的流動特性
習題
思考題
本章 主要符號說明
參考文獻
第6章 傳熱
6.1 概述
6.1.1 概述
6.1.2 傳熱過程
6.2 熱傳導
6.2.1 傅裏葉定律和熱導率
6.2.2 通過平壁的定態導熱過程
6.2.3 通過圓筒壁的定態導熱過程
6.2.4 通過多層壁的定態導熱過程
6.3 對流給熱
6.3.1 對流給熱過程分析
6.3.2 對流給熱過程的數學描述
6.3.3 無相變的對流給熱係數的經驗關聯式
6.4 沸騰給熱與冷凝給熱
6.4.1 沸騰給熱
6.4.2 沸騰給熱過程的強化
6.4.3 蒸汽冷凝給熱
6.4.4 冷凝給熱係數
6.4.5 其他影響冷凝給熱的因素及強化措施
6.5 熱輻射
6.5.1 固體輻射
6.5.2 氣體輻射
6.6 傳熱過程的計算
6.6.1 傳熱過程的數學描述
6.6.2 傳熱過程基本方程式
6.6.3 換熱器的設計型計算
6.6.4 換熱器的操作型計算
6.6.5 非定態傳熱過程的擬定態處理
6.6.6 變係數的傳熱過程計算
6.7 換熱器
6.7.1 間壁式換熱器的類型
6.7.2 管殼式換熱器的設計和選用
6.7.3換熱器的強化和其他類型
習題
思考題
本章 主要符號說明
參考文獻
第7章 蒸發
7.1 概述
7.1.1 蒸發操作的目的和方法
7.1.2 蒸發操作的特點
7.2 蒸發設備
7.2.1 各種蒸發器
7.2.2 蒸發器的傳熱係數
7.2.3 蒸發輔助設備
7.3 單效蒸發
7.3.1 物料衡算
7.3.2 熱量衡算
7.3.3 蒸發速率與傳熱溫度差
7.3.4 單效蒸發過程的計算
7.4 蒸發操作的經濟性和多效蒸發
7.4.1 衡量蒸發操作經濟性的方法
7.4.2 蒸發操作的節能方法
7.4.3 多效蒸發過程分析
習題
思考題
本章 主要符號說明
參考文獻
附錄
一、部分物理量的單位和量綱
二、水與蒸汽的物理性質
三、乾空氣的物理性質
四、液體及水溶液的物理性質
五、氣體的重要物理性質
六、固體性質
七、管子規格
八、泵與風機
九、換熱器
十、標準篩目
十一、氣體常數R
十二、量綱分析方法和丌定理

前言/序言

化學工程基礎理論與應用 本書簡介 本書深入淺齣地闡述瞭化學工程領域的核心基礎理論與關鍵技術，旨在為相關專業的學生、工程師及研究人員提供一本全麵、係統的參考資料。全書內容緊密圍繞化工過程的本質、單元操作的原理以及過程設計與優化展開，力求在理論深度與工程實踐之間架起堅實的橋梁。 第一部分：物質傳遞與分離原理 本部分聚焦於化工過程中最常見且至關重要的物質傳遞現象及其在分離技術中的應用。 第一章：流體力學基礎 本章從微觀和宏觀角度剖析瞭流體的基本性質，包括粘度、密度、錶麵張力等。詳細介紹瞭流體靜力學原理及其在工程中的應用，如測壓技術和浮力計算。重點探討瞭流體動力學，從描述流體運動的納維-斯托剋斯方程齣發，推導並應用瞭伯努利方程，闡述瞭層流與湍流的判據（雷諾數）。對管道、設備中常見的流體流動阻力進行瞭詳盡的分析，包括沿程阻力和局部阻力，並給齣瞭工程中常用的摩擦係數計算圖錶和經驗公式。此外，本章還涵蓋瞭非牛頓流體的特性描述及處理方法，以及氣體、液體在復雜管道網絡中的流動特性分析。對泵、風機等流體輸送設備的性能麯綫、選型原則及運行特點進行瞭係統的介紹。 第二章：熱量傳遞原理 本章係統梳理瞭熱量傳遞的三種基本形式：傳導、對流和輻射。 在傳導方麵，詳細闡述瞭傅裏葉定律，並將其應用於一維、二維穩態和非穩態熱傳導問題的求解，特彆關注瞭復閤壁結構和圓柱殼體的熱阻計算。對於非均相體係中的熱傳導，引入瞭有效導熱係數的概念。 對流部分是本章的重點。區分瞭自然對流與強製對流，推導並應用瞭牛頓冷卻定律。通過無量綱分析（如畢渥數、斯特蘭數等），係統地介紹瞭對流換熱係數的計算方法，包括針對平闆、管內、管外流動的經驗關聯式。本章還深入討論瞭相變傳熱，如沸騰和冷凝過程的機理、特點及換熱係數的估算。 輻射傳熱部分則側重於黑體、灰體和實際錶麵的輻射特性，包括斯蒂芬-玻爾茲曼定律、輻射交換的幾何因子計算及其在真空環境下的應用。最後，本章綜閤論述瞭換熱器的工作原理，包括管殼式換熱器的結構分類、傳熱計算（如平均溫差法和$varepsilon- ext{NTU}$法）以及汙垢熱阻的影響。 第三章：動量、熱量與質量在多相體係中的傳遞 本章將前兩章的基本原理推廣到涉及相界麵物質和能量傳遞的復雜體係。 重點分析瞭液-氣、液-液、固-液界麵上的動量、熱量和質量傳遞的驅動力、阻力與速率方程。詳細探討瞭擴散與對流在質量傳遞中的相對作用，引入瞭菲剋定律及其在不同幾何條件下的應用。 針對氣液分離過程，深入分析瞭吸收、蒸餾等單元操作的理論基礎。在吸收理論中，詳細闡述瞭雙膜理論，用以計算吸收塔內總傳質係數，並介紹瞭塔闆效率的概念及計算方法。在精餾理論中，係統講解瞭相平衡關係（如拉烏爾定律、亨利定律），推導瞭剋勞修斯-剋拉佩龍方程，並應用 McCabe-Thiele 作圖法和微分方程法求解二組分精餾塔的理論塔闆數和迴流比。本章也觸及瞭萃取、乾燥等其他重要分離過程的傳質特點。 第二部分：化工過程控製與優化 本部分將理論基礎應用於實際過程的建模、控製與優化，確保化工生産的穩定、高效與安全。 第四章：化學反應動力學基礎 本章是理解反應器設計的前提。首先介紹瞭反應速率的定義和錶徵方式。詳細分析瞭反應級數、反應級數與速率常數對溫度的依賴性（阿纍尼烏斯方程）。深入探討瞭反應機理，包括單分子反應、雙分子反應以及復雜反應的速率方程建立。本章還討論瞭催化反應的特點，包括活性中心、催化劑的性質對反應速率的影響。對於非均相反應，分析瞭反應物在催化劑錶麵的擴散與反應的耦閤效應（顆粒級反應器）。最後，對反應平衡和熱力學限製進行瞭分析。 第五章：化學反應器設計與分析 本章將動力學知識應用於反應器的設計與模擬。詳細分析瞭理想反應器模型：間歇反應器（Batch Reactor, BR）、連續攪拌釜式反應器（CSTR）和管式反應器（PFR）。針對每種反應器，結閤反應速率方程和反應熱效應，推導瞭體積、停留時間與轉化率之間的關係，並考慮瞭熱效應引起的溫度影響。 重點分析瞭復雜反應器的操作，如串聯反應器、返混對反應過程的影響。在熱效應處理上，詳細討論瞭反應熱對反應器穩定性的影響，介紹瞭反應器熱控製的手段，包括夾套冷卻、內盤管冷卻以及反應物分級加入等。對於多相催化反應器，如固定床和流化床，分析瞭床層壓降、反應物在催化劑顆粒內的擴散和反應速率之間的相互製約關係。 第六章：過程模擬與控製 本章著眼於現代化工生産過程的自動化與優化。 首先介紹瞭過程模擬的基礎，包括穩態和動態模擬的概念，以及求解復雜過程的數值方法。在過程控製方麵，係統講解瞭自動控製係統的基本組成、反饋與前饋控製的原理。著重分析瞭一階、二階和具有純滯後的環節的動態特性。詳細闡述瞭經典 PID 控製器的設計、整定方法（如齊格勒-尼科爾斯法）及其在化工過程中的應用。對於多變量係統，引入瞭反饋控製、解耦控製的基本概念。最後，簡要介紹瞭先進過程控製（APC）的初步思想及其在大型復雜裝置中的應用前景。 結論與展望 本書以嚴謹的科學態度，係統地整閤瞭化學工程的基礎理論框架。通過對物質、能量和動量傳遞的深入理解，結閤化學反應動力學和反應器工程，為讀者構建瞭一個從微觀機理到宏觀過程的完整知識體係。本書內容涵蓋瞭化工過程的核心單元操作和關鍵設計原理，強調理論與工程實踐的緊密結閤，旨在培養具備紮實理論基礎和較強工程應用能力的專業人纔。