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化工原理学习指导--疑难解析·例题详解·习题精选(丁忠伟)
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化工原理学习指导--疑难解析例题详解习题精选(普通高等教育十五国家级规划教材化工原理辅导用书)
&&&&本书是普通高等教育“十五”国家级规划教材《化工原理》的配套辅导用书，内容包括流体流动与输送机械、非均相物系分离、传热、蒸发、气体吸收、蒸馏、固体干燥等。可作为化学工程与工艺及相关专业的“化工原理”课程学习的辅导教材，同时亦可作为“化工原理”课程硕士研究生入学考试辅导用书。
&&&&本书是普通高等教育“十五”国家级规划教材《化工原理》的配套辅导用书，针对教材中所讲述的各种单元操作开展编写工作。在编写过程中，强调体现“化工原理”课程的工程特色，以培养读者解决工程实际问题的能力为目标。 &&&&本书包括流体流动与输送机械、非均相物系分离、传热、蒸发、气体吸收、蒸馏、固体干燥等章。每章均包括联系图、疑难解析、工程案例、例题详解、习题精选五部分内容。通过这些环节，使读者巩固基本概念，引导读者思考、分析并解决工程实际问题。 &&&&本书可作为化学工程与工艺及相关专业的“化工原理”课程学习的辅导教材，同时亦可作为“化工原理”课程硕士研究生入学考试辅导用书。
第1章 流体流动与输送机械1 1.1 联系图2 1.2 疑难解析4 1.2.1 对黏性及黏度的理解4 1.2.2 U形压差计读数所反映的意义4 1.2.3 伯努利方程使用注意事项5 1.2.4 管内层流与湍流的比较5 1.2.5 阻力对管内流动的影响5 1.2.6 流体流动阻力影响因素及减阻措施7 1.2.7 复杂管路的特点及分析8 1.2.8 孔板流量计与转子流量计的比较9 1.2.9 泵的类型与特点10 1.2.10 管路特性与离心泵特性分析10 1.2.11 离心泵的汽蚀问题11 1.2.12 工程研究方法12 1.3 工程案例13 1.3.1 伯努利方程的应用――航海奇案的审判13 1.3.2 烟囱的工作原理13 1.3.3 管路安装问题14 1.3.4 离心泵汽蚀问题16 1.4 例题详解17 【例1.1】U形压差计指示液的选取17 【例1.2】微压差的测量17 【例1.3】复式U形压差计18 【例1.4】远距离液位的测量18 【例1.5】流向判断19 【例1.6】分层器界面的确定20 【例1.7】倾斜管路中的U形压差计20 【例1.8】压力及流速的计算21 【例1.9】小流量的测量23 【例1.10】流量的确定24 【例1.11】虹吸管25 【例1.12】局部阻力系数的测定26 【例1.13】文丘里管27 【例1.14】管路综合计算28 【例1.15】管路综合计算29 【例1.16】并联管路的流量分配30 【例1.17】分支管路的计算32 【例1.18】孔板流量计的设计型计算33 【例1.19】管路特性曲线33 【例1.20】离心泵工作点的变化34 【例1.21】循环管路特性方程及泵的压头35 【例1.22】离心泵流量调节方法比较36 【例1.23】离心泵组合方式的选择38 【例1.24】离心泵允许安装高度的影响因素39 【例1.25】离心泵的选用40 1.5 习题精选42 本章符号说明49 第2章 非均相物系分离51 2.1 联系图52 2.2 疑难解析53 2.2.1 颗粒沉降运动中的阻力53 2.2.2 如何理解降尘室的处理量取决于其底面积，而与高度无关53 2.2.3 旋风分离器临界直径的影响因素54 2.2.4 恒压过滤方程的应用54 2.2.5 过滤速率表达式的导出――工程上处理复杂问题的参数综合法55 2.3 工程案例55 2.4 例题详解57 【例2.1】颗粒沉降速度的影响因素57 【例2.2】多层降尘室对分离过程的强化58 【例2.3】降尘室的设计和操作计算59 【例2.4】标准旋风分离器的计算60 【例2.5】旋风分离器的并联操作61 【例2.6】过滤实验――过滤常数的测定61 【例2.7】板框过滤机的设计计算62 【例2.8】采用助滤剂提高过滤机生产能力63 【例2.9】转筒真空过滤机的计算63 2.5 习题精选64 本章符号说明66 第3章 传热69 3.1 联系图70 3.2 疑难解析71 3.2.1 传热速率的普遍表达形式71 3.2.2 传热过程推动力与阻力的加和性72 3.2.3 对流传热过程的影响因素分析73 3.2.4 两物体间辐射传热的影响因素分析74 3.2.5 逆流、并流和其他流型的比较75 3.2.6 总传热速率方程与热平衡方程的联解75 3.2.7 传热过程中的热阻分析76 3.2.8 工程上强化传热过程的措施77 3.2.9 工业上常用间壁式换热器性能比较78 3.3 工程案例78 3.3.1 多级压缩机故障原因分析78 3.3.2 换热器以小替大改善换热效果81 3.4 例题详解82 【例3.1】保温层的临界半径82 【例3.2】设备热损失的计算方法及多种保温材料的合理使用82 【例3.3】对流传热系数的影响因素84 【例3.4】水平管外和垂直管外蒸汽冷凝传热系数的比较86 【例3.5】对数平均温差的特性86 【例3.6】 总传热系数和污垢热阻的求取87 【例3.7】列管换热器的设计型问题88 【例3.8】换热器的操作型问题89 【例3.9】KA值――换热器工作能力的综合反映90 【例3.10】流动方式对换热器热回收能力的影响90 【例3.11】饱和水蒸气作为加热剂时传热过程的调节91 【例3.12】生产中提高传热量的最简捷手段――提高加热剂或冷却剂流量92 【例3.13】污垢热阻的影响与改进措施93 【例3.14】列管式换热器的管程数对传热效果的影响94 【例3.15】设计工作对换热器抗干扰能力与调节余地的影响95 【例3.16】壁温的计算96 【例3.17】换热器串联操作与并联操作的比较97 【例3.18】装置开工阶段贮槽内料液升温所需要时间的计算98 【例3.19】热辐射对管道内气体温度测量结果的影响及改进措施100 【例3.20】隔热板减小辐射热损失101 3.5 习题精选103 本章符号说明107 第4章 蒸发109 4.1 联系图110 4.2 疑难解析110 4.2.1 蒸发器与换热器的比较110 4.2.2 蒸发过程溶液的沸点升高111 4.2.3 蒸发过程的强化途径111 4.2.4 单效蒸发与多效蒸发的比较112 4.2.5 多效蒸发流程的确定113 4.3 工程案例113 4.4 例题详解115 【例4.1】溶液的沸点升高115 【例4.2】液柱静压头引起的温度差损失116 【例4.3】加热蒸汽消耗量的计算116 【例4.4】单效蒸发器传热面积计算117 【例4.5】蒸发操作的调节118 【例4.6】多效蒸发的计算及比较119 4.5 习题精选122 本章符号说明123 第5章 气体吸收125 5.1 联系图126 5.2 疑难解析127 5.2.1 亨利定律多种形式的应用场合，亨利系数E、溶解度常数H和相平衡常数m的 关系及它们的影响因素127 5.2.2 分子扩散通量JA、净传递速率N及传质速率NA的关系127 5.2.3 分子扩散系数的物理意义及影响因素128 5.2.4 菲克定律、傅里叶定律和牛顿黏性定律的类似性128 5.2.5 与传热过程相比较，吸收（或解吸）过程的方向、极限和推动力有什么特点129 5.2.6 应用吸收传质速率方程的注意点及传质速率方程的选择原则130 5.2.7 从传质阻力的角度分析在吸收过程中有时采用吸收液部分循环流程的优势130 5.2.8 双膜理论的意义130 5.2.9 逆流和并流吸收过程操作线、平均推动力及最小液气比的比较131 5.2.10 适宜操作液气比选择的出发点131 5.2.11 吸收过程与间壁式传热过程的异同点132 5.2.12 吸收因数法与平均推动力法求传质单元数的条件与区别132 5.2.13 为什么工程上常采用传质单元高度反映吸收设备的分离效能？133 5.2.14 从降低吸收过程总费用的角度看吸收剂的选择133 5.3 工程案例133 5.3.1 吸收剂及吸收.解吸工艺的改造133 5.3.2 吸收塔的设计135 5.4 例题详解136 【例5.1】亨利定律及对亨利系数等的影响136 【例5.2】平衡关系的应用137 【例5.3】吸收速率及影响因素138 【例5.4】物料衡算139 【例5.5】传质推动力、阻力、传质速率及影响因素140 【例5.6】吸收剂用量和填料层高度的设计计算143 【例5.7】填料塔的核算问题144 【例5.8】体积传质系数计算145 【例5.9】吸收剂进口浓度对填料层高度的影响146 【例5.10】气体和液体流量对吸收塔所需填料层高度设计的影响146 【例5.11】混合气体进口浓度、吸收剂进口浓度对溶质吸收率的影响147 【例5.12】吸收温度对吸收效果的影响149 【例5.13】流体流量对吸收过程的影响150 【例5.14】并流与逆流的比较151 【例5.15】综合题152 【例5.16】多股进料位置和方式不同对填料层高度的影响153 【例5.17】多塔组合计算154 【例5.18】吸收.解吸联合156 【例5.19】吸收.解吸联合157 【例5.20】解吸塔设计计算157 【例5.21】吸收液部分循环塔的分析158 【例5.22】操作型问题定性分析159 【例5.23】吸收液部分再循环对塔高的影响160 5.5 习题精选161 本章符号说明165 第6章 蒸馏167 6.1 联系图168 6.2 疑难解析170 6.2.1 相平衡关系的图形和解析表达170 6.2.2 杠杆定律――蒸馏过程所包含的质量守恒规律170 6.2.3 对精馏过程回流作用的理解170 6.2.4 对精馏塔的精馏段、提馏段作用理解――兼述操作液气比的影响171 6.2.5 回收塔与精制塔171 6.2.6 对梯级图的理解172 6.2.7 精馏塔的设计和操作影响因素分析173 6.2.8 蒸馏操作压力的选择174 6.2.9 对最小回流和全回流的理解174 6.2.10 板式塔与填料塔的比较与选用175 6.2.11 精馏操作中温度测量的重要意义176 6.2.12 气、液流量对传质设备操作的影响176 6.3 工程案例177 6.3.1 浮阀塔板上开筛孔提高塔的生产能力分析177 6.3.2 采用侧线出料降低精馏塔的能耗178 6.4 例题详解179 【例6.1】操作温度与精馏产品纯度的关系179 【例6.2】总压对汽液平衡关系的影响180 【例6.3】简单蒸馏与平衡蒸馏的比较181 【例6.4】回流比对塔内气.液流率的影响&&181 【例6.5】进料热状况对塔釜蒸发量的影响&&182 【例6.6】精馏塔内物料循环量183 【例6.7】解决精馏塔设计型问题的逐板计算法183 【例6.8】回流热状况对理论塔板数的影响&&185 【例6.9】分凝器和塔釜加热器的作用186 【例6.10】有分凝器时塔板浓度的求取187 【例6.11】质量衡算关系对精馏产品纯度的制约188 【例6.12】不同组成的物料进料方式对分离过程的影响189 【例6.13】最小回流比的影响因素190 【例6.14】复杂塔的最小回流比191 【例6.15】Muphree单板效率的测定192 【例6.16】回收塔的作用193 【例6.17】精馏塔工作能力的核算194 【例6.18】精馏塔的灵敏板195 【例6.19】带有侧线采出的塔196 【例6.20】精馏塔的操作型计算197 6.5 习题精选199 本章符号说明202 第7章 固体干燥205 7.1 联系图206 7.2 疑难解析207 7.2.1 湿空气各种温度的关系207 7.2.2 湿空气状态的确定207 7.2.3 物料中各种水分的关系207 7.2.4 中间加热与部分废气循环干燥过程208 7.2.5 干燥速率的影响因素209 7.2.6 干燥条件对干燥速率曲线的影响210 7.3 工程案例210 7.4 例题详解211 【例7.1】湿空气性质的计算211 【例7.2】温度、压力对湿空气干燥能力的影响212 【例7.3】平衡曲线的应用214 【例7.4】湿空气状态的确定214 【例7.5】单级加热、中间加热以及部分废气循环干燥过程的比较215 【例7.6】干燥器空气出口温度对干燥过程的影响218 【例7.7】空气的状态与流速对恒速阶段干燥速率的影响220 【例7.8】空气流速对临界含水量的影响221 【例7.9】干燥条件对干燥速率曲线的影响222 7.5 习题精选223 本章符号说明226 习题答案227 参考文献235}