《化工原理》介紹了資源化工（包括傳統(tǒng)化工及相關(guān)專業(yè)）所涉及的主要化工單元操作的基本原理、計(jì)算方法和典型設(shè)備，涵蓋了質(zhì)量傳遞、熱量傳遞和動(dòng)量傳遞的基本內(nèi)容。全書共分11章，包括緒論、流體流動(dòng)與輸送機(jī)械、傳熱、蒸餾、氣體吸收、顆粒性質(zhì)及流態(tài)化、干燥、非均相物系的分離、蒸發(fā)、液一液萃取和資源化工其他單元操作。除緒論外，每章都選編了適當(dāng)?shù)乃伎碱}和習(xí)題。《化工原理》強(qiáng)調(diào)基本概念和基本原理，淡化煩瑣的推導(dǎo)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、設(shè)備選型，致力于解決工程實(shí)際問(wèn)題。
《化工原理》可作為高等學(xué)校化工原理課程（48～100學(xué)時(shí)）的教材，其教學(xué)內(nèi)容可根據(jù)不同的專業(yè)側(cè)重進(jìn)行節(jié)選，也可以作為科研、設(shè)計(jì)和企業(yè)科技人員的參考書。
資源化工“單元操作”最新歸納總結(jié)，強(qiáng)調(diào)基本概念和基本原理，淡化煩瑣的推導(dǎo)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、設(shè)備選型，致力于解決工程實(shí)際問(wèn)題。
隨著各種資源的日益減少，采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尋找和開(kāi)發(fā)資源是資源化工（包括傳統(tǒng)化工及相關(guān)專業(yè)）迅猛發(fā)展的源動(dòng)力。將資源化工方面的“單元操作”進(jìn)一步歸納總結(jié)，從而指導(dǎo)資源化工方面的生產(chǎn)和操作，是我們編寫面向資源化工的《化工原理》教材的主旨。
本書除了包含傳統(tǒng)化工原理中的內(nèi)容，如流體流動(dòng)與輸送機(jī)械、傳熱、蒸餾、氣體吸收、干燥、蒸發(fā)等外，還增加了資源化工中常用的過(guò)程，如粉碎與篩分、乳化、起泡、消泡、攪拌、泡沫分離、浸出、色譜分離等。本書對(duì)傳統(tǒng)化工原理中的內(nèi)容進(jìn)行了更新和強(qiáng)化，如液一液萃取中增加反膠團(tuán)萃取和雙水相萃取，蒸餾中增加反應(yīng)精餾、加鹽精餾和高溫精餾（如鉛鋅精餾）等；“顆粒性質(zhì)及流態(tài)化”一章中不僅介紹了傳統(tǒng)化工原理中的A類顆粒的流態(tài)化，還介紹了C類顆粒的流態(tài)化特性。
本書強(qiáng)調(diào)基本概念和基本原理，淡化煩瑣的推導(dǎo)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、設(shè)備選型，致力于解決工程實(shí)際問(wèn)題。
本書可作為高等學(xué)校化工原理課程（48～100學(xué)時(shí)）的教材，尤其適用于化學(xué)工程與工藝、冶金、礦物加工、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程、材料、生物工程、食品工程、環(huán)境工程、造紙等專業(yè)，不同的專業(yè)可以選擇不同的章節(jié)組合進(jìn)行教學(xué)。也可供相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員參考。
本書由中南大學(xué)、東北大學(xué)、江西理工大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)5所高校的一線教師共同編寫，周濤任主編，王暉任副主編。參加編寫工作的有周濤（緒論，第5章，附錄）、邱運(yùn)仁（第1章，10.4節(jié)）、印萬(wàn)忠（第2章）、滿瑞林（第3章）、周永華（第4章）、陳早明（第6章）、王暉（第7章，10.1、10.5、10.6節(jié)）、金一粟（第8章）、符劍剛（第9章，10.7節(jié)）、張香蘭（10.2、10.9節(jié)）、張玉潔（10.3節(jié)）、蔣崇文（10.8節(jié)）。最后由周濤負(fù)責(zé)統(tǒng)稿工作。
由于編者水平有限，本書錯(cuò)誤之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
前言
第0章 緒論
0.1 資源化工過(guò)程與單元操作
0.2 化工過(guò)程中的幾個(gè)基本概念
0.3 單元操作常用物理量和單位
0.4 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù)
第1章 流體流動(dòng)與輸送機(jī)械
1.1 流體流動(dòng)的基本概念
1.1.1 流體的密度
1.1.2 流體的比體積
1.1.3 流體的黏度
1.2 流體靜力學(xué)
1.2.1 靜止流體的壓強(qiáng)
1.2.2 靜力學(xué)基本方程
1.2.3 靜力學(xué)方程的應(yīng)用
1.3 流體動(dòng)力學(xué)
1.3.1 流量與流速
1.3.2 定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)
1.3.3 連續(xù)性方程
1.3.4 伯努利方程
1.4 流體流動(dòng)現(xiàn)象
1.4.1 雷諾實(shí)驗(yàn)
1.4.2 流動(dòng)類型
1.4.3 邊界層的概念
1.5 管內(nèi)流動(dòng)阻力計(jì)算
1.5.1 化工管路
1.5.2 流體在管內(nèi)流動(dòng)阻力的計(jì)算
1.6 流量的測(cè)量
1.6.1 測(cè)速管
1.6.2 孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)
1.6.3 轉(zhuǎn)子流量計(jì)
1.7 離心泵
1.7.1 離心泵的工作原理
1.7.2 離心泵的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用
1.7.3 離心泵的主要性能參數(shù)和性能曲線
1.7.4 離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)
1.7.5 離心泵的氣蝕現(xiàn)象和安裝高度
1.7.6 離心泵的種類、型號(hào)、選用及操作
1.8 其他類型泵
1.8.1 往復(fù)泵
1.8.2 齒輪泵
1.8.3 螺桿泵
1.8.4 旋渦泵
1.8.5 軸流泵
1.9 氣體輸送裝置
1.9.1 離心通風(fēng)機(jī)
1.9.2 鼓風(fēng)機(jī)
1.9.3 壓縮機(jī)
1.9.4 真空泵
本章符號(hào)說(shuō)明
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第2章 傳熱
2.1 概述
2.1.1 傳熱的基本方式
2.1.2 資源化工中的換熱
2.1.3 定態(tài)與非定態(tài)傳熱
2.2 熱傳導(dǎo)
2.2.1 平壁定態(tài)熱傳導(dǎo)
2.2.2 圓筒壁定態(tài)熱傳導(dǎo)
2.3 對(duì)流傳熱
2.3.1 對(duì)流傳熱的過(guò)程分析
2.3.2 對(duì)流傳熱基本方程
2.3.3 流體無(wú)相變時(shí)的對(duì)流傳熱
2.3.4 流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱
2.4 輻射傳熱
2.4.1 基本概念
2.4.2 輻射基本定律
2.4.3 兩固體間的輻射傳熱
2.4.4 輻射與對(duì)流聯(lián)合傳熱
2.5 傳熱計(jì)算
2.5.1 傳熱速率方程
2.5.2 傳熱過(guò)程計(jì)算舉例
2.6 換熱器
2.6.1 間壁式換熱器
2.6.2 傳熱過(guò)程的強(qiáng)化
2.6.3 列管式換熱器的設(shè)計(jì)與選擇
2.7 工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)
2.7.1 冷卻水系統(tǒng)
2.7.2 冷卻設(shè)備
本章符號(hào)說(shuō)明
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第3章 蒸餾
3.1 概述
3.2 雙組分溶液的氣－液平衡
3.2.1 相律
3.2.2 溶液的蒸氣壓及拉烏爾定律
3.2.3 用相對(duì)揮發(fā)度表示的氣－液平衡關(guān)系
3.2.4 兩組分理想溶液的氣－液平衡相圖
3.2.5 兩組分非理想物系的氣－液平衡
3.3 蒸餾與精餾基本原理
3.3.1 平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾
3.3.2 精餾原理
3.4 精餾操作流程
3.4.1 連續(xù)精餾操作流程
3.4.2 間歇精餾操作流程
3.5 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算
3.5.1 理論板的概念以及恒摩爾流假定
3.5.2 物料衡算與操作線方程
3.6 進(jìn)料熱狀況對(duì)操作線方程的影響
3.6.1 精餾塔的進(jìn)料熱狀況
3.6.2 進(jìn)料熱狀況參數(shù)
3.6.3 進(jìn)料熱狀況對(duì)操作線方程的影響
3.7 理論板層數(shù)的計(jì)算與回流比的影響
3.7.1 理論板層數(shù)的計(jì)算
3.7.2 回流比的影響及其選擇
3.7.3 理論板的簡(jiǎn)潔計(jì)算
3.8 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算
3.8.1 冷凝器熱量衡算
3.8.2 再沸器的熱負(fù)荷
3.9 間歇精餾
3.9.1 回流比恒定時(shí)的間歇精餾
3.9.2 餾出液組成恒定時(shí)的間歇精餾
3.10 特殊蒸餾
3.10.1 恒沸精餾
3.10.2 萃取精餾
3.10.3 分子蒸餾
3.10.4 反應(yīng)蒸餾
3.10.5 高溫精餾
3.11 板式塔
3.11.1 板式塔的結(jié)構(gòu)
3.11.2 塔板的類型
3.11.3 板式塔的流體力學(xué)性能
3.11.4 塔板效率
3.11.5 塔高、塔徑計(jì)算
本章符號(hào)說(shuō)明
復(fù)習(xí)與思考
習(xí)題
第4章 氣體吸收
4.1 概述
4.2 氣、液相平衡
4.2.1 氣體在液體中的溶解度
4.2.2 亨利定律
4.2.3 相平衡與吸收過(guò)程的關(guān)系
4.3 吸收過(guò)程的速率
4.3.1 分子擴(kuò)散與菲克定律
4.3.2 單相內(nèi)對(duì)流傳質(zhì)及兩相間傳質(zhì)的雙膜理論
4.3.3 傳質(zhì)速率方程
4.4 吸收塔的計(jì)算
4.4.1 物料衡算與操作線方程
4.4.2 吸收劑的用量與最小液氣比
4.4.3 填料層高度的計(jì)算
4.4.4 解吸塔的計(jì)算
4.5 其他類型的吸收
4.5.1 多組分吸收
4.5.2 化學(xué)吸收
4.5.3 高濃度氣體吸收
4.6 填料塔
4.6.1 填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性
4.6.2 填料塔附件
……
第5章 顆粒性質(zhì)及流態(tài)化
第6章 干燥
第7章 非均相物系的分離
第8章 蒸發(fā)
第9章 液－液萃取
第10章 資源化工其他單元操作
參考文獻(xiàn)
附錄
（2）無(wú)縫鋼管：無(wú)縫鋼管是石油和化工生產(chǎn)中使用最多的一種管型，分為熱軋和冷拔兩種。其特點(diǎn)是質(zhì)量均勻、強(qiáng)度高。無(wú)縫鋼管廣泛用于壓強(qiáng)及溫度較高的物料輸送系統(tǒng)中，耐溫達(dá)435℃；如蒸氣、高壓水和高壓氣體等。
2）鑄鐵管
鑄鐵管常用于埋在地下的給水總管、煤氣管及污水管等，具有廉價(jià)、耐腐蝕性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)楸容^笨重、強(qiáng)度低，故不宜在有壓力的條件下輸送易爆炸、有毒、有害及蒸氣一類的高溫流體。3）有色金屬管化工生產(chǎn)中常用的有色金屬管包括銅管、鉛管、鋁管等。銅管導(dǎo)熱性好且質(zhì)量較小，適合制造換熱器。細(xì)的紫銅管常作為機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)或油壓系統(tǒng)的儀表管路。鉛管具有易于輾壓、鍛制或焊接的優(yōu)點(diǎn)，且能抗硫酸及109，6以下鹽酸的腐蝕，故可作為這類物料的輸送管路。但鉛管機(jī)械強(qiáng)度差，較笨重且導(dǎo)熱率低。鋁的導(dǎo)熱性能良好，能代替昂貴的銅管用于制造換熱器。鋁的純度決定其耐腐蝕性，廣泛用于輸送濃硝酸、甲酸、乙酸等物料，但不耐堿。
4）非金屬管
非金屬管包括陶瓷管、水泥管、塑料管等由非金屬材質(zhì)制成的管材。其中陶瓷管能耐酸堿，但性脆、強(qiáng)度低、不耐壓，多用于排除腐蝕性的污水。水泥管可用作地下水管、污水管，也可用于輸送無(wú)壓氣體。塑料管是化工生產(chǎn)中使用最多的非金屬管材，品種很多，最常用的有聚氯乙烯管、聚乙烯管、酚醛塑料及有機(jī)玻璃等塑料管。塑料管具有良好的耐腐蝕性而且質(zhì)輕，但強(qiáng)度較低、耐熱性較差。除此之外，工業(yè)上還常用玻璃管和橡膠管作臨時(shí)性管道。
2.管件與閥門
1）管件
管件主要用于連接管子，以達(dá)到延長(zhǎng)管路、分支或合流、改變流向等目的。圖1-9為幾種常用的管件與閥門。
管件的功能大致可分為以下五類：①改變管路流向，常用的有90。彎頭、45。彎頭等；②堵塞管路，常用的有管帽、絲堵（堵頭）、盲板等；③連接管路支路，常用的有三通、四通；④改變管路直徑，常用的有異徑管（大小頭）、內(nèi)外螺紋管接頭（補(bǔ)芯）等；⑤延長(zhǎng)管路，常用的有管箍（束節(jié)）、螺紋短節(jié)、活接頭、法蘭等。
2）閥門
閥門是工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)啟閉或調(diào)節(jié)管內(nèi)流量的部件。常用的閥門包括以下幾類。
（1）閘門閥：通過(guò)控制體內(nèi)閘門的升降啟閉閥門，閘板和流體流向相垂直，通道的大小通過(guò)改變閘板與閥座之間的相對(duì)位置改變，當(dāng)閘板與閥座緊密貼合時(shí)可阻止介質(zhì)通過(guò)。為了保證閥門關(guān)閉的密封性，通常在閘板和閥座上鑲嵌有密封圈，密封圈由耐蝕耐磨的金屬材料制成。
（2）單向閥：又稱止回閥，是靠流體啟閉，控制流體單向流動(dòng)的閥門。多用于泵和壓縮機(jī)的管路，以及疏水器的排水管和其他不允許流體反向流動(dòng)的場(chǎng)合。
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