《化工單元操作》主要內(nèi)容包括化工生產(chǎn)認知、流體輸送過程及操作、非均相物系分離過程及操作、傳熱過程及操作、蒸發(fā)過程及操作、吸收過程及操作、精餾過程及操作、干燥過程及操作、化工生產(chǎn)綜合實訓。尤其注重強化學生實際應用能力的培養(yǎng)，按照項目化教學要求編寫，每個項目含若干化工生產(chǎn)典型單元操作工作任務，主要由任務引入、相關知識、任務實施、討論與拓展四大部分組成，融理論、仿真、實操為一體，使得理論與實踐結(jié)合更為緊密。教材的編排便于理實一體化課程組織實施項目化教學。
《化工單元操作》可作為化工、石油化工、材料工程等專業(yè)本科和中職學生的教材，亦也可作為成人高校及相關企業(yè)職工的培訓教材。
陳桂娥，上海應用技術學院化學與環(huán)境學院，副教授，教研室主任，主要教學經(jīng)歷
1993-現(xiàn)在上海應用技術學院從事“化工原理”、“化工原理實驗”、“化工課程設計”、“生產(chǎn)實習”和“認識實習”等課程教學工作。
論文
[1].Gui-E Chen, Li Sun, Zhen-Liang Xu, Hu Yang, Hui-Hong Huang, and Yan-Jun Liu. Surface modification of poly (vinylidene fluoride) membrane with hydrophilic and anti-fouling performance via a two-step polymerization. KoreanJ. Chem. Eng., DOI: 10.1007/s11814-015-0105-z
[2].Gui-E Chen, Yan-Jun Liu, Zhen-Liang Xu, Deng Hu, Hui-Hong Huang, Li Sun. Preparation and characterization of the composite nanofiltration membrane from cyclen and Trimesoyl Chloride by interfacial polymerization. J ApplPolymSci, 20150411. DOI: 10.1002/APP.42345
[3].Gui-E Chen, Yan-Jun Liu, Zhen-Liang Xu, Yong-Jian Tang, Hui-Hong Huang, Li Sun. Fabrication and characterization of a novel nanofiltration membrane by the interfacial polymerization of 1,4-Diaminocyclohexane (DCH) and trimesoyl chloride (TMC).RSC Advances, 2015, 5(51):40742-40752. DOI:10.1039/C%RA02560E
專利：
[1].4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷及其納濾膜的制備方法. 專利，201410573813X
[2].一種羧基化氧化石墨烯/聚偏氟乙烯復合超濾膜及制備方法. 專利，2014102411959
[3].一種改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法. 專利，2014105770722
[4].一種抗污染親水性聚偏氟乙烯膜的改性方法. 專利，2014102534446
[5].大分子疏水性單體聚四氫呋喃二丙烯酸酯及其制備方法. 專利，2014101020731
緒論 1
0.1課程內(nèi)容和任務1
0.2單元操作的分類和特點1
0.2.1單元操作的分類1
0.2.2單元操作的特點2
0.3課程中常用的研究方法2
0.4課程中常用的基本概念3
0.5單位與單位換算4
0.5.1SI制（國際單位制）4
0.5.2工程單位制和英單位制5
0.5.3物理量單位換算5
0.6量綱和經(jīng)驗公式變換6
0.6.1量綱6
0.6.2經(jīng)驗公式變換6
思考題7
習題7
第1章 流體流動 9
本章符號說明9
1.1流體性質(zhì)和管道設計10
1.1.1流體的物理性質(zhì)10
1.1.2管徑計算與選擇12
1.1.3連續(xù)穩(wěn)態(tài)流動流體的物料衡算13
1.1.4化工常用管子、管件和閥門14
1.2流體流動系統(tǒng)中的機械能衡算16
1.2.1流體機械能衡算式16
1.2.2流體靜力學17
1.2.3管內(nèi)流體機械能損失的測定21
1.2.4滿足輸送要求的位差或壓差確定21
1.2.5輸送機械提供能量的計算22
1.2.6流量測量23
1.3管內(nèi)流體流動的機械能損失26
1.3.1流體流動類型和雷諾數(shù)26
1.3.2層流的摩擦阻力28
1.3.3量綱分析法分析機械能損失29
1.3.4局部摩擦阻力損失32
1.3.5管路系統(tǒng)中總機械能損失的計算33
1.3.6阻力對管內(nèi)流體流動的影響35
1.4管路的安裝與操作37
1.5管路計算及案例分析37
1.5.1簡單管路計算38
1.5.2復雜管路計算39
思考題41
習題43
第2章 流體輸送機械 47
本章符號說明47
2.1離心泵48
2.1.1離心泵的工作原理48
2.1.2離心泵的性能參數(shù)49
2.1.3離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)51
2.1.4離心泵類型和選用53
2.1.5離心泵的吸上高度54
2.2化工中常用的其他類型泵57
2.2.1往復泵57
2.2.2旋轉(zhuǎn)泵58
2.2.3旋渦泵59
2.3化工中常用的氣體輸送機械60
2.3.1離心式通風機60
2.3.2離心式鼓風機和離心式壓縮機63
2.3.3旋轉(zhuǎn)式鼓風機和旋轉(zhuǎn)式壓縮機64
2.3.4往復式壓縮機64
2.3.5真空泵66
2.4離心泵的操作67
2.4.1離心泵的使用67
2.4.2日常維護68
2.5案例分析68
思考題69
習題70
第3章 過濾與沉降 72
本章符號說明72
3.1化工中的過濾操作和常用設備73
3.1.1板框壓濾機73
3.1.2葉濾機74
3.1.3轉(zhuǎn)筒真空過濾機75
3.1.4離心過濾機76
3.2過濾過程的工藝計算77
3.2.1過濾的速度方程77
3.2.2過濾過程的物料衡算78
3.2.3恒壓過濾時間與濾液的關系79
3.2.4過濾常數(shù)的測定79
3.2.5洗滌過程的計算82
3.2.6過濾機生產(chǎn)能力82
3.3重力沉降85
3.3.1重力沉降速度85
3.3.2影響沉降速度的其他因素88
3.3.3降塵室89
3.3.4沉降槽90
3.3.5分級器91
3.4離心沉降92
3.4.1慣性離心力作用下的沉降速度93
3.4.2旋風分離器94
3.5板框壓濾機的操作97
3.5.1開車前的準備97
3.5.2開停車步驟98
3.5.3事故分析98
3.6案例分析99
3.6.1案例199
3.6.2案例2101
思考題102
習題102
第4章 傳熱 104
本章符號說明104
4.1化工中的傳熱操作及常用換熱設備105
4.1.1夾套換熱器105
4.1.2蛇管換熱器106
4.1.3噴淋式換熱器106
4.1.4套管換熱器106
4.1.5列管式換熱器107
4.1.6平板式換熱器108
4.1.7螺旋板式換熱器109
4.1.8翅片管換熱器109
4.1.9板翅式換熱器109
4.2載熱體和間壁式換熱器的熱量衡算110
4.2.1化工中常用載熱體110
4.2.2換熱器熱負荷計算112
4.2.3間壁換熱器的傳熱速率113
4.3熱傳導113
4.3.1導熱基本方程式113
4.3.2熱導率114
4.3.3平壁的定態(tài)導熱114
4.3.4圓筒壁的定態(tài)導熱115
4.4對流傳熱117
4.4.1對流傳熱方程式118
4.4.2影響對流傳熱(給熱)系數(shù)的主要因素118
4.4.3傳熱過程中常用到的準數(shù)119
4.4.4流體管內(nèi)強制對流的傳熱系數(shù)關聯(lián)式119
4.4.5流體管外強制對流時的傳熱系數(shù)關聯(lián)式121
4.4.6蒸氣冷凝時的對流傳熱系數(shù)123
4.4.7液體沸騰時的傳熱系數(shù)124
4.5間壁式換熱器的傳熱計算125
4.5.1傳熱平均溫度差Δtm的計算125
4.5.2總傳熱系數(shù)129
4.5.3傳熱面積的計算與操作核算132
4.5.4傳熱單元數(shù)法135
4.5.5非定態(tài)傳熱計算示例138
4.5.6列管式換熱器的選用139
4.6輻射傳熱142
4.6.1物體對熱輻射的性能表現(xiàn)142
4.6.2物體的輻射能力143
4.6.3物體間的輻射傳熱144
4.6.4輻射和對流的聯(lián)合傳熱145
4.6.5保溫層材料的選擇146
4.7傳熱的操作147
4.7.1傳熱操作的開工準備147
4.7.2傳熱操作的開停車147
4.7.3傳熱操作的故障及處理148
4.7.4傳熱操作的日常維護和檢修149
4.7.5傳熱操作的安全技術149
4.8案例分析150
4.8.1案例1150
4.8.2案例2153
思考題155
習題156
第5章 蒸發(fā) 158
本章符號說明158
5.1化工中的蒸發(fā)操作及常用蒸發(fā)設備159
5.1.1循環(huán)式蒸發(fā)器160
5.1.2單程型蒸發(fā)器161
5.2蒸發(fā)過程溶液沸點的確定163
5.2.1因溶質(zhì)存在溶液蒸氣壓下降而引起的沸點升高163
5.2.2因液柱壓頭引起的溶液沸點升高165
5.2.3因流動阻力產(chǎn)生壓降引起的沸點升高165
5.3單效蒸發(fā)的計算166
5.3.1物料衡算166
5.3.2熱量衡算166
5.3.3蒸發(fā)器傳熱面積的計算167
5.3.4蒸發(fā)操作的調(diào)節(jié)169
5.4多效蒸發(fā)及提高加熱蒸汽利用率的其他措施170
5.4.1多效蒸發(fā)的流程170
5.4.2多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)的比較171
5.4.3多效蒸發(fā)的效數(shù)限制172
5.4.4引出額外蒸汽為他用熱源172
5.4.5熱泵蒸發(fā)173
5.4.6冷凝水自蒸發(fā)的應用174
5.5蒸發(fā)的操作174
5.5.1蒸發(fā)操作的開工準備174
5.5.2蒸發(fā)操作的開停車175
5.5.3蒸發(fā)操作的故障及處理175
5.5.4蒸發(fā)操作的安全技術176
5.6案例分析176
5.6.1案例1177
5.6.2案例2178
思考題179
習題180
第6章 吸收 181
本章符號說明181
6.1化工中的吸收操作182
6.1.1吸收分離的依據(jù)182
6.1.2吸收操作的分類183
6.1.3吸收操作在化工中的應用183
6.1.4吸收操作的流程183
6.1.5吸收劑選擇原則185
6.1.6吸收操作需要解決的基本問題185
6.2氣液相平衡185
6.2.1氣體在液體中的溶解度185
6.2.2亨利定律186
6.2.3氣液相平衡在吸收中的應用188
6.3吸收過程速率189
6.3.1吸收機理189
6.3.2吸收速率方程189
6.3.3總吸收系數(shù)與膜系數(shù)關系191
6.4吸收塔計算192
6.4.1吸收塔物料衡算192
6.4.2吸收劑用量的確定193
6.4.3填料層高度的基本計算式195
6.4.4傳質(zhì)單元高度概念196
6.4.5傳質(zhì)單元數(shù)的解析計算196
6.4.6傳質(zhì)單元數(shù)的其他求解法199
6.4.7吸收的操作型計算示例201
6.4.8解吸塔的計算204
6.4.9理論塔板數(shù)的計算206
6.5填料塔206
6.5.1填料塔的結(jié)構與操作206
6.5.2填料特性206
6.5.3常用填料207
6.5.4氣、液兩相逆流通過填料層的流動狀況209
6.5.5填料塔直徑的計算210
6.5.6填料塔的主要附件212
6.6吸收塔的操作和調(diào)節(jié)214
6.7吸收塔的操作技術215
6.7.1裝填料215
6.7.2設備的清洗機填料的處理216
6.7.3系統(tǒng)的開車216
6.7.4系統(tǒng)的停車216
6.7.5正常操作要點217
6.7.6吸收塔操作正常維護要點217
6.7.7吸收塔常見的異常現(xiàn)象及處理方法217
6.8案例分析218
6.8.1案例1218
6.8.2案例2221
思考題222
習題223
第7章 蒸餾 225
本章符號說明225
7.1概述226
7.1.1蒸餾分離的依據(jù)226
7.1.2蒸餾過程的分類227
7.1.3精餾操作的工程問題228
7.2雙組分溶液的氣液平衡229
7.2.1理想物系的泡點方程和露點方程229
7.2.2相平衡的溫度組成圖(t-x-y圖)230
7.2.3相平衡的氣液組成關系圖(y-x圖)231
7.2.4相對揮發(fā)度與相平衡組成關系表達式232
7.3精餾操作過程234
7.3.1精餾原理234
7.3.2理論板概念與恒摩爾流假設235
7.3.3精餾段與提餾段兩塔段的氣液流量關系236
7.4雙組分物系連續(xù)精餾的計算237
7.4.1全塔物料衡算237
7.4.2確定理論塔板數(shù)的途徑238
7.4.3精餾段任意兩相鄰板間氣、液的組成關系238
7.4.4提餾段任意相鄰兩板間氣、液的組成關系239
7.4.5理論塔板數(shù)的逐板計算法240
7.4.6精餾段與提餾段兩操作線交點的軌跡方程242
7.4.7理論塔板數(shù)的圖解法(McCabe-Thiele法)242
7.4.8直接蒸汽加熱的精餾塔理論塔板數(shù)計算244
7.4.9塔板效率與實際塔板數(shù)245
7.4.10填料層的理論板當量高度246
7.4.11冷凝器和再沸器247
7.5精餾操作條件參數(shù)選擇247
7.5.1精餾操作壓強的確定247
7.5.2進料熱狀態(tài)的影響247
7.5.3操作回流比的選擇249
7.5.4理論塔板數(shù)的簡捷計算251
7.6精餾的操作型計算252
7.7連續(xù)精餾的操作261
7.8間歇精餾的操作262
7.9板式塔262
7.9.1塔板結(jié)構與氣液接觸狀態(tài)262
7.9.2應避免的操作現(xiàn)象與操作負荷性能圖263
7.9.3塔徑的確定264
7.9.4塔高的確定265
7.9.5塔板類型簡介267
7.10精餾塔的開停車操作和調(diào)節(jié)技術268
7.10.1精餾塔的開工準備268
7.10.2精餾塔的開車操作272
7.10.3精餾塔的停車操作273
7.10.4精餾的操作與調(diào)節(jié)273
7.10.5精餾的操作故障及處理275
7.10.6精餾塔的日常維護和檢修276
7.10.7精餾塔的節(jié)能277
7.10.8精餾操作的安全技術278
7.11案例分析280
7.11.1案例1280
7.11.2案例2282
思考題288
習題289
第8章 萃取 291
本章符號說明291
8.1化工中的萃取操作292
8.1.1萃取操作在化工中的應用292
8.1.2萃取的操作流程293
8.1.3萃取劑的選擇原則293
8.1.4萃取操作中的工程問題294
8.2液-液相平衡294
8.2.1三角形相圖上的表示方法294
8.2.2杠桿原則295
8.2.3溶解度曲線與平衡連接線296
8.2.4輔助曲線和臨界混溶點297
8.2.5分配系數(shù)與分配曲線298
8.2.6溫度對相平衡關系的影響300
8.2.7選擇性系數(shù)300
8.3萃取過程計算301
8.3.1萃取劑與稀釋劑為部分互溶體系302
8.3.2萃取劑與稀釋劑為完全不溶體系307
8.4液-液萃取設備308
8.4.1逐級接觸式萃取設備308
8.4.2微分接觸式萃取設備309
8.4.3萃取設備的選擇311
8.5萃取操作312
8.5.1萃取裝置的操作規(guī)程312
8.5.2操作過程的注意事項313
8.5.3不正�，F(xiàn)象原因及處理方法313
8.5.4事故處理313
8.6案例分析314
8.6.1案例1314
8.6.2案例2314
思考題315
習題316
第9章 干燥 317
本章符號說明317
9.1化工中的干燥操作及常壓干燥設備317
9.1.1廂式干燥器318
9.1.2氣流干燥器319
9.1.3沸騰床干燥器319
9.1.4噴霧干燥器320
9.1.5轉(zhuǎn)筒干燥器321
9.2濕空氣的性質(zhì)和濕焓圖321
9.2.1濕空氣性質(zhì)322
9.2.2濕空氣的濕焓圖(H-I圖)325
9.2.3H-I圖的應用325
9.3固體干燥的平衡關系327
9.3.1物料含水量的表示方法327
9.3.2平衡水分與干燥平衡曲線328
9.3.3結(jié)合水分與非結(jié)合水分328
9.3.4平衡曲線的應用329
9.4干燥過程的物料衡算和熱量衡算330
9.4.1干燥過程的物料衡算330
9.4.2干燥過程的熱量衡算331
9.4.3干燥過程的熱效率η332
9.4.4干燥介質(zhì)條件的影響與確定334
9.5干燥速度與干燥時間334
9.5.1干燥曲線335
9.5.2干燥速度曲線335
9.5.3干燥過程分析336
9.5.4恒速階段干燥時間計算336
9.5.5降速階段干燥時間計算336
9.6柱式干燥塔的操作337
9.6.1開機準備337
9.6.2停車過程338
9.6.3事故分析與處理338
9.6.4安全操作注意事項338
9.7案例分析339
9.7.1案例1339
9.7.2案例2340
思考題343
習題344
附錄 346
附錄1單位換算系數(shù)346
附錄2基本物理常數(shù)349
附錄3水的物理性質(zhì)350
附錄4某些氣體的重要物理性質(zhì)350
附錄5某些液體的重要物理性質(zhì)351
附錄6某些有機液體的相對密度(液體密度與4℃水的密度之比)353
附錄7飽和水蒸氣(以溫度為準)354
附錄8飽和水蒸氣(以壓強為準)355
附錄9水在不同溫度下的黏度356
附錄10液體黏度共線圖357
附錄11氣體黏度共線圖(常壓下用)359
附錄12某些液體的熱導率360
附錄13某些固體物質(zhì)的黑度360
附錄14固體材料的熱導率361
附錄15常用固體材料的密度和比熱容362
附錄16氣體熱導率共線圖(101.3kPa)363
附錄17液體的比熱容共線圖365
附錄18氣體的比熱容共線圖( 101.325kPa)367
附錄19液體比汽化熱共線圖369
附錄20液體表面張力共線圖370
附錄21某些氣體溶于水的亨利系數(shù)372
附錄22雙組分溶液的汽液相平衡數(shù)據(jù)372
附錄23管子規(guī)格373
附錄24IS型離心泵規(guī)格375
附錄25熱交換器系列標準(摘自JB/T 4714—1992、JB/T 4715—1992)379
附錄26部分三元組分體系的平衡數(shù)據(jù)380
參考文獻 382
書單推薦
