普通高等教育“十五”国家级规划教材普通高等教育“九五”国家级重点教材★★★★肉世纪课务面向21世纪课程教材化工原理上册第三版齐鸣斋编陈敏恒丛德滋方图南化学工业出版社材出版中心教
第三版前言随着科学的进步和化工技术的发展，人们已在化工计算机模拟计算方面取得了长足的进步流程模拟软件也取得厂较大成功。然而，在化.过程的技术开发中，人们仍然离不开基本原理的指导，而且，在过程计算变得方便的条件下，更需要人们对过程和方法进行正确的选择。本书将化工单元操作按传递过程共性归类：以动传递为基础叙述流体输送、搅拌、流体通过颗粒层的流动、绕流及相关的单元操作；以热量传递为基础阐述换热及蒸发操作；以质量传递的原理说明吸收、精馏、苯取、吸附、结晶、膜分离等传质单元操作，最后阐述了热量、质量同时传递过程的特点及增、减湿和干燥操作。在相关的单元操作之后，阐述了常规分离方法的选择，为读者日后的工业实践打下·定的基础。本书还结合典型单元操作的定量分析和数学描述对现代化工技术常用的方法作了较详细的说明，如数学模型、参数归并和过程分解等。单元操作的发展在过程和设备方面积累了丰富的材料，本书将以工程观点来取舍和组织这些材料。例如，以机械能平衡和动量平衡的观点观察管内流动和均布现象，结合吸收和传质设备分析引人返混的观点等。以期读者在获取知识的同时对重要的工程观点有较深的印象，便于日后分析较复杂的工程问题。在数学描述结果应用中，本书从设计和操作两方面着手讨论，便于读者理论联系实际。自本书第二版出版以来，得到了许多读者和同行的支持和建设性意见。此次第三版删去了部分较专业的内容和计算方法，上册中补充了力学分离过程的选择等内容：下册中补充了传质分离过程的选择等内容，各章都补充了习题答案，以便于自学。与教材配套的“化工原理多媒体课件”的新版（第二版）预计在2007年10月出版。作者十分感谢华东理工大学化工原理教研组的同事在本书修订工作中给予的帮助和支持。作者2005年12月
序《化工类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践》为教育部（原国家教委）《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》的03-31项目，于1996年6月立项进行。本项目牵头单位为天津大学、主持单位为华东理工大学、浙江大学、北京化工大学，参加单位为大连理工大学、四川大学、华南理工大学。项日组以邓小平同志提出的“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”为指针，认真学习国家关于教育工作的各项方针、政策，在广泛调查研究的基础上，分析了国内外化工高等教育的现状、存在问题和未来发展。四年多来项目组共召开了由7校化工学院、系领导亲自参加的10次全体会议进行交流，形成了个化工专业教育改革的总体方案，主要包括：-制定《高等教育面向21世纪“化学工程与工艺”专业人才培养方案》；组织编写高等教育面向21世纪化工专业课与选修课系列教材：一建设化工专业实验、设计、实习样板基地；一开发与使用现代化教学手段。《高等教育面向21世纪“化学工程与工艺”专业人才培养方案》从转变传统教育思想出发，拓宽专业范围、包括了过去的各类化工专业、以培养学生的素质、知识与能力为目标，重组课程体系，在加强基础理论与实践环节的同时，增加人文社科课和选修课的比例，适当削减专业课分量，并强调采取启发性教学与使用现代化教学手段，因而可以较大幅度地减少授课时数、以增加学生自学与自由探讨的时间，这就有利于逐步树立学生勇于思考与走向创新的精神。项目组所在各校对培养方案进行了初步试行与教学试点·结果表明是可行的，并收到了良好效果。化学T程与工艺专业教育改革总体方案的另一主要内容是组织编写高等教育面向21世纪课程教材。高质量的教材是培养高素质人才的重要基础。项目组要求教材作者以教改精神为指导，力求新教材从认识规律出发，阐述本门课程的基本理论与应用及其现代进展，并采用现代化教学手段，做到新体系、厚基础、重实践、易自学、引思考。每门教材采取自由申请及择优选定的原则。项目组拟定了比较严格的项目申请书，包括对本门课程目前国内外教材的评述、拟编写教材的特点、配套的现代化教学手段（例如提供教师在课堂上使用的多媒体教学软件、附于教材的辅助学生自学用的光盘等）、教材编写大纲以及交稿日期。申请书在项目组各校评审，经项目组会议择优选取立项，并适时对样章在各校同行中进行评议。全书编写完成后，经专家审定是否符合高等教育面向21世纪课程教材的要求。项月组、教学指导委员会、出版社签署意见后，报教育部审批批准方可正式出版。项目组按此程序组织编写了--套化学工程与工艺专业高等教育面向21世纪课程教材、共计25种，将陆续推荐出版，其中包括专业课教材、选修课教材、实验课教材、设计课
教材以及计算机仿真实验与仿真实习教材等。本教材就是其中的一种。按教育部要求，本套教材在内容和体系上体现创新精神、注重拓宽基础、强调能力培养，力求适应高等教育面向21世纪人才培养的需要，但由于受到我们目前对教学改革的研究深度和认识水平所限，仍然会有不妥之处，尚请广大读者予以指正。化学工程与工艺专业的教学改革是一项长期的任务，本项目的全部工作仅仅是一个开端。作为项目组的总负责人，我裹心地对多年来给予本项目大力支持的各校和为本项目贡献力量的人们表示最诚挚的敬意！中国科学院院士、天津大学教授余国琮2000年4月于天津
再版前言本书将化工单元操作按过程共性归类，即以动量传递为基础，叙述了流体输送、搅拌、流体通过颗粒层的流动、绕流及其相关的单元操作；以热量传递为基础，阐述了换热及蒸发操作；以质量传递的原理说明了吸收、精馏、萃取、吸附、结晶和膜分离等传质单元操作，最后阐述了热量、质量同时传递过程的特点及增减湿和干燥操作。现代化工技术包含了数学模型、参数归并和过程分解等重要的工程问题处理方法，本书结合典型单元操作的定量分析和数学描述对这些方法作了较详细的说明。单元操作的发展在过程和设备方面积累了丰富的材料，本书将以工程观点来取舍和组织这些材料。例如，以建立循环流动说明蒸发设备的沿革，以机械能平衡和动量平衡的观点观察管内流动和均布现象，结合吸收和传质设备分析引人返混的观点等，以期读者在获取知识的同时对重要的工程观点有较深的印象，便于日后更敏捷地分析较复杂的工程问题。在过程定量分析之后：本书从设计和操作两方面将数学描述的结果付诸应用，便于读者联系实际思考问题。自本书--版问世以来，受到了许多读者和同行的支持和鼓励。由于近十多年来化工技术的发展，此次再版时删去了工程上已少用的内容和计算方法，上册中补充了非牛顿流体基础，加快过滤速率的方法，用两相流解释蒸发管内的给热系数等：下册中补充了多元精馅、吸附、结晶和膜分离等单元操作的基本知识，各章都补充了思考题和习题以便于自学。作者十分感谢袁滑康院上和谭天恩教授为本书再版审稿并提出了许多宝贵意见，感谢华东理工大学化工原理教研组的同事在修订工作中所给予的帮助。作者1998年8月
图化内容提要业普普本书以过程工程原理的共性和处理工程问题的方法论作为负穿化工单元操作的两条主线，注意从典型实例的剖析中提炼若干重要的工程观点。以期提高读者处理实际工程问题面的能力。is全书分上、下两册。上册包括：绪论、流体流动、流体输送机械、液体的搅拌、流体通过颗粒层的流动、颗粒的沉降和流态化、传热、蒸发共七章。每章均附有例题、习题、.1思考题。本书内容体系完善，概念论述清楚，突出工程性。中本书可作为理工院校化工及相关专业的本科生规划教材也足从事化工及相关专业的科技人员、设计和生产人员的参考书。化工原理多媒体课件简介化工原理多媒体课件是由华东理工大学化工原理教研室齐鸣斋等组织编写、制作、开发，是与本教材相配套的辅助教学产品。它集文字、图形、图片、实物照片、动面、视频于一体，形象、通真地重现化工设备中的操作现象和化工机械的内部结构、使课堂教学内容既丰高又生动。课件共有4张光盘、它包含流体流动、流体输送机械、液体搅拌（第1盘）：传热、蒸发（第2盘），气体吸收，藏体精馆（第3盘）：液液萃取、閣体干燥（第4盘）共九章内容。本课件通过视频、动画和图形、图像展示了大盐的化工设备中所发生的物理变化过程：各种各样的化工机械、设备的基本结构、作用原理：气液、液液、气周、液周间的相互作用过程和各种操作状态等用语言文字难以表述的现象，带给学生很强的直观感受，增加了课掌的信息邀，扩大了学生的知识面。本产品已由化学工业出版社电子出版中心正式出版。具体内容可登录：hitp::/www.cip.com.cn/cbs/electronic/index.htm或致电010-64982590查寻
目录绪论·第 1 章流体流动1. 1概迷1. 1. 1流体流动的考察方法1. 1. 2流体流动中的作用力-1. 1. 3流体流动中的机械能1.2流体静力学静压强在空间的分布1. 2. 11. 2. 2压强能与位能11.2.3压强的表示方法1.2. 4压强的静力学测量方法111.3流体流动中的守恒原理.…121. 3. 1质量守恒·131.3.2机械能守恒·18动量守恒1.3.320流体流动的内部结构….1.4R20流动的类型1.4.1211. 4. 2端流的基本特征231.4.3边界层及边界层脱体·241.4.4圆管内流体运动的数学描述·271.5阻力损失271. 5. 1两种阻力损失271.5.2满流时直管阻力损失的实验研究方法.291.5.3直管阻力损失的计算式·1.5.431局部阻力损失·1.6流体输送管路的计算351. 6. 135阻力对管内流动的影响·1.6.2管路计算361.6.343可压缩流体的管路计算1.7流速和流量的测定461. 7. 146皮托管1.7.248孔板流量计1.7.3转子流量计·.51531.8非牛顿流体的流动·531.8.1非牛顿流体的基本特性541.8.2非牛顿流体的层流流动1.8.3非牛顿流体的潴流流动与减阻现象55习题56
64思考题66本章主要符号说明67参考文献.68第2 章流体输送机械2. 1概述·682.269离心泵·2.2.1离心泵的工作原理692.2.273离心泵的特性曲线…2.2.375离心泵的流量调节和组合操作…··2.2.477离心泵的安装高度2.2.5离心泵的类型与选用.792.3往复系…82往复泵的作用原理和类型·2.3.1822.3.2往复泵的流量调节…82.-.2.4其他化工用泵842.4.1非正位移泵..84--2.4.2正位移泵852.4.3各类化工用泵的比较与选择86.....+2. 5气体输送机械·.872.5.1通风机.882.5. 2鼓风机892.5.3压缩机.902.5.4真空泵·92习题94思考题97本章主要符号说明97参考文献98..-第 3 章液体的搅拌993.1概述993. 1. 1搅拌器的类型.993. 1. 2混合效果的度量1013.2混合机理....1023.2.1搅拌器的两个功能102+3.2.2均相液体的混合机理1033.2.3非均相物系的混合机理1033.3搅拌器的性能104.3.3.1几种常用搅拌器的性能.1043.3.2强化满动的措施.105.3.4搅拌功率电1063.4.1搅拌器的混合效果与功率消耗106...3.4.2功率曲线1073.4.3搅拌功率的分配1083.5搅拌器的放大110
1123.6其他混合设备113习题·113思考题114本章主要符号说明.114参考文献115第 4 章流体通过颗粒层的流动·1154.1概述.....+1154.2颗粒床层的特性4.2.1单颗粒的特性115-...4.2.2颗粒群的特性1164.2.3床层特性119..1204.3流体通过固定床的压降4. 3. 1120颗粒床层的简化模型.......+-4.3.2量纲分析法和数学模型法的比较1234.4过滤原理及设备1244.4.1过滤原理1244.4.2过滤设备1264.5过滤过程计算1314.5.1过滤过程的数学描述1314.5.2间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系..1334.5.3洗涤速率与洗涤时间....1354.5.4过滤过程的计算1364.6加快过滤速率的途径138习题…140思考题·141本章主要符号说明.141参考文献…·142第5章题粒的沉降和流态化.1435.1概述1435.2颗粒的沉降运动1435.2.1流体对固体颗粒的绕流..1435.2.2静止流体中颗粒的自由沉降1465.3沉降分离设备1495. 3. 1重力沉降设备1495.3.2离心沉降设备1515.4固体流态化技术.1575.4.1流化床的基本概念157..5.4.2实际的流化现象...1585.4.3流化床的主要特性159..5.4.4流化床的操作范围1615.4.5流化质量1635.5气力输送1645. 5. 1概述164
1655.5.2气力输送装置5.5.3167稀相输送的流动特性168习题169思考题169本章主要符号说明.·170参考文献…第6章传热.·171+..+++++++.-+6.1概述171.6.1.1概述1716.1.2传热过程1736.2热传导174*.+6. 2.1傅里叶定律和热导率1746.2.2通过平壁的定态导热过程176....+....++6.2.3通过圆筒壁的定态导热过程1766.2.4通过多层壁的定态导热过程178...6.3对流给热1806.3.1对流给热过程分析1806.3.2对流给热过程的数学描述1826.3.3无相变的对流给热系数的经验关联式184...6.4沸腾给热与冷凝给热.....1886.4.1沸腾给热-.1886.4.2沸腾给热过程的强化...1916.4.3蒸汽冷凝给热1916.4.4冷凝给热系数1926.4.5其他影响冷凝给热的因素及强化措施1956.5热辐射..1966.5.1固体辐射1976.5.2气体辐射2056.6传热过程的计算...2076. 6.1传热过程的数学描述207.6.6.2传热过程基本方程式-2116.6.3换热器的设计型计算214-6.6.4换热器的操作型计算**2166.6.5非定态传热过程的拟定态处理......2216.6.6变系数的传热过程计算222..6.7换热器2226.7.1间壁式换热器的类型...2226.7.2管壳式换热器的设计和选用..2256.7.3换热器的强化和其他类型.....231习题·..236思考题..241本章主要符号说明…·.241参考文献242