化工原理学习辅导-内蒙古工业大学.doc

化工原理学习辅导 高智、武朝军、简丽、张前程、高俊 内蒙古工业大学化工学院 2006年4月 前 言 《化工原理学习辅导》(简称《学习辅导》)是为学习“化工原理”课程的学生而编写的。目的是为了帮助学生在学习各章时掌握其主要内容、计算公式及其应用。 因本科学生使用的教材选用的是化学工业出版社出版的《化工流体流动与传热》和《化工传质与分离过程》，故本《辅导材料》中使用的符号、公式、内容、图表等均与参考书保持一致，以便学生复习、自学，本《学习辅导》不再予以详细说明，学习时可查阅参考书。 “化工原理”课是一门技术基础课程，也是一门工程技术课程。课程的重点侧重于基本原理和方法，及如何运用这些最基本的原理来解决一些工程实际问题，或为解决这些问题创造一定的条件。基于以上考虑，对一些较深的内容，如边界层概念、因次分析法、多组分精馏、高浓度气体吸收等未予安排；对一些公式，本《学习辅导》不予推导，而是着重于公式的应用，如柏努利方程式、过滤基本方程式等。 《学习辅导》中例题部分并不是本章基本掌握内容，而是在学习完本章后为提高能力而编排的内容，且未给出具体解题过程，只是作为综合解决问题的练习。 本《学习辅导》中第一章、第二章由高智编写，第三章、第八章由高俊编写，第四章、第五章由武朝军编写，第六章、第七章由简丽编写，第九章、第十章由张前程编写。 本《辅导材料》适用于化工工艺、生物工程、制药工程、过程控制等专业的本科生使用，也可作为其它工程技术人员综合掌握《化工原理》课程的参考资料。 由于编者水平所限，时间仓促，文中难免存有错误及不妥之处，还望读者予以指正，编者深表感谢。 编 者 2006年4月 目 录 第一章 流体流动 1 1.1 基本概念 1 1.2 主要公式及分析讨论 2 1.3 典型例题 5 第二章 流体输送机械 7 2.1 基本概念 7 2.2 主要公式及分析讨论 9 2.2.1 液体输送机械 9 2.2.2 气体输送机械 11 2.3 典型例题 11 第三章 非均相物系的分离 12 3.1 基本概念 12 3.2 主要内容和计算公式 12 3.2.1 重力沉降 12 3.2.2 离心沉降 13 3.2.3 过滤 14 3.3 例题 16 第四章 传热 17 4.1传热过程概述 17 4.2热传导 17 4.2.1基本概念和傅立叶定律 17 4.2.2导热系数 18 4.2.3平壁的定态热传导 18 4.2.4圆筒壁的定态热传导 18 4.3对流传热 19 4.3.1对流传热速率方程和对流传热系数 19 4.3.2对流传热机理 19 4.3.3保温层的临界直径 19 4.4传热过程计算 19 4.4.1能量衡算 19 4.4.2总传热速率微分方程和总传热系数 20 4.4.3对数平均温度差法 21 4.4.4传热单元数法 21 4.5对流传热系数关联式 22 4.5.1影响对流传热系数的因素 22 4.5.2对流传热过程的因次分析 22 4.5.3流体无相变的对流传热系数 22 4.5.4流体有相变的对流传热系数 22 4.6辐射传热 23 4.6.1基本概念和定律 23 4.6.2两固体间的辐射传热 24 4.6.3对流和辐射联合传热 24 4.7间壁换热器 24 4.7.1换热器的的结构形式 24 4.7.2换热器传热过程的强化 24 4.7.3管壳式换热器的设计和选型(略) 24 4.8 例题 24 第五章 蒸发 25 5.1蒸发过程概述与蒸发设备 25 5.1.1基本概念 25 5.1.2蒸发设备 25 5.2单效蒸发 26 5.2.1物料蘅算 26 5.2.2热量蘅算 26 5.2.3传热速率方程 26 5.2.4蒸发器的总传热系数 27 5.2.5蒸发器的生产能力和蒸发强度 27 5.3多效蒸发 28 5.3.1多效蒸发流程 28 5.3.2多效蒸发与单效蒸发的比较 28 5.3.3多效蒸发中的效数限制及最佳效数 28 5.3.4提高加热蒸汽经济性的其他措施 28 5.4例题 29 第六章 蒸馏 30 6.1要求 30 6.1.1掌握的内容 30 6.1.2熟悉的内容 30 6.1.3了解的内容 30 6.2 本章内容 30 6.3 重要的公式及概念 31 6.3.1 双组分溶液的汽液相平衡关系中涉及的主要概念及公式 31 6.3.2双组分精馏塔的计算涉及的主要概念及公式 31 6.4 典型例题 32 第七章 吸收 33 7.1要求 33 7.1.1掌握的内容 33 7.1.2 熟悉的内容 33 7.1.3 了解的内容 33 7.2 本章内容 33 7.3 重要的公式及概念 34 7.3.1 气液相平衡关系中涉及的主要概念及公式 34 2.