化工原理:流体输送与传热技术 第二版.pdf

化工原理:流体输送与传热技术 第二版.pdf
 

书籍描述

内容简介
本教材重点介绍了化工流体输送、传热、蒸发、结晶和非均相混合物的分离过程的基本理论、基本原理、基本计算方法,典型设备的构造、工作原理、开停车操作方法、典型事故调控方法、设备选型等有关工程实践知识。全书分为流体输送技术、传热技术、蒸发操作、结晶操作和非均相混合物的分离五大部分。
在教材编写过程中,力求体现现代高职、高专教育特点,体现工学结合、项目化教学等现代教育教学改革方向,本着理论必需、够用为度,强化应用能力培养的编写原则,将操作型问题分析、解决的能力训练渗透到整个教学过程。每部分以生产实际开篇,将仿真操作、设备操作与理论内容相互联系重构为若干个课题,针对重点知识点利用“复习与思考”和“习题”进行强化训练。
本书可作为化工及相关专业的高职、高专、成教教材,也可供相关技术人员参考。

目录
项目一流体输送技术
任务一认识流体输送过程1
一、化工生产过程与单元操作1
二、流体输送在化工生产中的应用3
三、化工流体输送过程的主要设备4
任务二流体流动的基本理论10
一、 流体的基本性质10
二、流体静力学14
三、 流体动力学19
任务三能量转换实验26
一、训练目的27
二、设备示意27
三、训练要领27
任务四雷诺实验与流体流动形态27
一、雷诺实验28
二、流体的流动形态28
三、流体在圆管内的速度分布29
任务五流动阻力计算与测量30
一、流体管内流动阻力计算30
二、流动阻力测定实验38
任务六流量测量39
一、测速管39
二、孔板流量计40
三、文氏流量计42
四、转子流量计42
任务七管路拆装43
一、管路的布置与安装原则43
二、管路拆装实训45
任务八认识离心泵46
一、离心泵的结构和工作原理46
二、离心泵的主要性能参数及特性曲线49
三、离心泵的类型和选用52
四、离心泵的安装高度55
任务九离心泵操作56
一、离心泵性能实验57
二、离心泵的操作要点57
三、离心泵的流量调节59
四、离心泵的串、并联操作61
任务十离心泵单元仿真62
一、训练目标62
二、工艺流程62
三、实训要领63
任务十一其他类型泵63
一、往复泵63
二、齿轮泵67
三、螺杆泵68
四、旋涡泵69
任务十二气体输送机械70
一、通风机(轴流式、离心式)70
二、鼓风机(离心式、罗茨)73
三、压缩机(活塞式、离心式)74
四、真空泵78
任务十三离心压缩机仿真单元80
一、训练目标80
二、工艺流程80
三、训练要领81
小结81
复习与思考82
自测练习82
本项目符号说明86
参考文献87
项目二传热技术
任务一认识化工传热过程88
一、传热在化工生产中的应用88
二、工业上常见的换热方式89
三、化工传热设备结构90
任务二热量传递的基本理论97
一、热量传递的基本方式98
二、热传导98
三、对流传热103
四、热辐射114
任务三换热器仿真操作119
一、训练目标119
二、工艺流程119
三、训练要领119
任务四管式加热炉仿真操作120
一、训练目标120
二、工艺流程120
三、训练要领121
任务五间壁式传热过程计算121
一、间壁式传热过程121
二、传热基本方程122
三、热负荷确定122
四、平均温度差124
五、总传热系数K130
六、强化传热134
任务六换热器操作135
一、换热器操作实验135
二、换热器的操作与保养136
任务七列管换热器选用设计137
一、训练目标138
二、训练要领138
三、列管换热器的工艺设计与选用138
小结144
复习与思考145
自测练习146
本项目符号说明149
参考文献149
项目三蒸发操作
任务一认识蒸发操作150
一、蒸发及其特点150
二、蒸发的应用151
三、蒸发的流程151
四、蒸发的分类151
任务二蒸发设备152
一、蒸发器152
二、蒸发器辅助设备156
任务三单效蒸发的工艺计算157
一、水分蒸发量157
二、加热蒸汽消耗量158
三、蒸发器的传热面积159
四、蒸发器的生产能力和生产强度161
任务四多效蒸发161
一、多效蒸发流程161
二、多效蒸发的最佳效数162
任务五蒸发器的操作163
一、开、停车及正常操作163
二、异常情况及处理过程164
小结165
复习与思考165
自测练习165
本项目符号说明166
参考文献167
项目四结晶操作
任务一认识结晶过程168
一、结晶及其工业应用168
二、固液体系相平衡169
三、晶核的形成171
四、晶体的成长172
任务二结晶方法173
一、冷却结晶173
二、蒸发结晶174
三、真空冷却结晶174
四、盐析结晶174
五、反应沉淀结晶174
六、升华结晶175
七、熔融结晶175
任务三结晶设备与操作175
一、常见结晶设备175
二、间歇结晶操作178
小结179
复习与思考179
本章符号说明179
参考文献179
项目五非均相混合物的分离
任务一认识非均相物系180
一、非均相物系的概念180
二、非均相物系的分类180
三、非均相混合物的分离的工业应用181
任务二沉降操作181
一、重力沉降181
二、离心沉降190
任务三过滤操作200
一、过滤过程200
二、过滤基本方程式202
三、过滤设备205
任务四气体的其他净制方法210
一、袋滤器210
二、惯性分离器211
三、文丘里除尘器211
四、泡沫除尘器211
五、静电除尘器212
任务五非均相混合物分离方法选择213
任务六转筒真空过滤机的操作213
一、开、停车操作214
二、正常操作214
三、转鼓真空过滤机操作常见异常现象与处理214
四、转筒真空过滤机的使用与维护214
小结214
复习与思考215
自测练习215
本项目符号说明216
参考文献216
自测练习参考答案
附录
一、计量单位换算220
二、某些液体的重要物理性质223
三、某些固体材料的物理性质(密度、热导率和比热容)224
四、干空气的重要物理性质(101.3kPa)225
五、水的重要物理性质226
六、饱和水蒸气表(按温度排列)226
七、饱和水蒸气表(按压力排列)227
八、管子规格229
九、常用离心泵规格(摘录)230
十、4-72-11型离心式通风机的规格234
十一、列管换热器规格(摘录)235

序言
根据国家示范性院校建设任务的要求,2009年1月化学工业出版社出版了《流体输送与传热技术》(第一版)教材。该教材紧紧围绕高技能人才培养特色,将化工原理、化工单元操作、化工单元仿真、化工设备使用与维修、化工仪表及自动化等课程中相关知识点按照生产岗位职业技能要求进行整合。教材编写为了充分体现“工学结合”“项目化”教学过程,调动学生学习的能动性,促进学生实践操作能力的培养,将知识点尽可能与实践操作相互融合,形成若干个任务来讨论学习,突出教材的实用性、技术性、创新性。5年多的教学使用,该教材受到了普遍关注,对石油化工类专业的课程改革与建设发挥了积极的作用,得到广大读者的好评,2010年该教材被评为中国石油和化学工业优秀出版物奖(教材奖)二等奖。
5年来,高等职业教育的专业和课程建设在不断发展,新的办学理念和思想不断融入,为了适应工业生产技术发展和高等职业教育新要求,同时考虑到毕业生就业拓展需求,我们在第一版基础上组织编写了《化工原理(上):流体输送与传热技术》第二版教材。本教材分为流体输送技术、传热技术、蒸发操作、结晶操作和非均相混合物的分离五部分,主要介绍了化工流体输送、传热、蒸发、结晶和非均相混合物分离过程的基本理论、基本原理、基本计算方法,典型设备的构造,工作原理、操作调控方法、设备选型等有关工程实践知识,侧重工程应用能力的培养。完成本教材一般需要60学时理论教学和60学时实训操作,可根据具体专业要求选择教学内容进行。教学过程为理论学习与仿真操作、现场设备操作练习穿插进行,“学”和“做”一体化,能结合现场设备教学的内容尽量放在现场教学。针对高职教育的特色,课后复习与思考、练习题删除了难、繁的计算,以基本知识点的填空、选择、问答为主,侧重联系生产实际的操作型讨论、分析与练习,重在学生进行化工职业岗位基本素质与技能的训练。
为了适应教育信息化发展的趋势,已经制作了与本教材配套的课堂教学PPT课件,使用本教材的学校,可以与化学工业出版社联系,免费索取。以本教材为基础建设的课程“流体输送技术”被评为甘肃省2010年省级精品课程,课程网址欢迎广大读者登录使用。
本教材由兰州石化职业技术学院李薇主编。辽宁石化职业技术学院尤景红参编流体输送技术部分内容;抚顺职业技术学院陈娆参编传热技术部分内容;项目四和项目五由兰州石化职业技术学院左婧文编写。
教材在编写过程中得到了化学工业出版社、北京 东方仿真软件技术有限公司、兰州石化职业技术学院、辽宁石化职业技术学院、抚顺职业技术学院等单位和专家的大力支持与协助,在此表示衷心的感谢。
高等职业教育的课程体系改革和课程改革是一个不断探索的课题,由于笔者水平有限,时间仓促,不妥之处在所难免,还望各位教学同仁和学生批评指正。

编者
2014年3月

第一版前言
根据国家示范性院校建设任务的要求,为了落实石油化工高技能人才培养目标,我们联合校内外专家及化工技术类专业指导委员会,分析石油化工职业岗位基本能力与技能要求,对石油化工生产技术专业课程体系进一步进行整合,构建了基于化工生产过程的课程体系。根据新课程体系要求,编写适合的教材,对确保人才培养质量至关重要。《流体输送与传热技术》教材是重点建设的核心教材之一,其内容紧紧围绕高技能人才培养特色,将化工原理、化工单元操作、化工单元仿真、化工设备使用与维修、化工仪表及自动化等课程中相关知识点按照生产岗位职业技能要求进行整合。教材编写为了充分体现“工学结合”,“项目化”教学过程,调动学生学习的能动性,促进学生实践操作能力的培养,将知识点尽可能与实践操作相互融合,形成若干个课题来讨论学习,突出教材的实用性、技术性、创新性。
本教材共分为流体输送技术和传热技术两部分,主要介绍了化工流体输送与传热过程的基本理论、基本原理、基本计算方法,典型设备的构造,工作原理、操作调控方法、设备选型等有关工程实践知识,侧重工程应用能力的培养。完成本教材教学一般需要120学时,可根据具体情况选择教学课题进行。教学过程为理论学习与仿真操作、现场设备操作练习穿插进行,“学”和“做”一体化,能结合现场设备教学的内容尽量放在现场教学。针对高职教育的特色,课后复习与思考、练习题避免了难、繁的计算,以基本知识点的填空、选择、问答为主,侧重联系生产实际的操作型讨论、分析与练习,重在学生化工职业岗位基本素质与技能的训练。
本教材由兰州石化职业技术学院李薇主编。其中流体输送技术部分的课题一、二、六、八、十一、十二由辽宁石化职业技术学院的尤景红编写;传热技术部分的课题一、二、五由抚顺职业技术学院的陈娆编写;其余课题由李薇编写并统稿。
本教材在编写过程中得到了化学工业出版社、北京 东方仿真软件技术有限公司、兰州石化职业技术学院、辽宁石化职业技术学院、抚顺职业技术学院等单位和专家的大力支持与协助,在此表示衷心的感谢。
高等职业教育的课程体系改革和课程改革是一个不断探索的课题,由于编者水平有限,时间仓促,疏漏与不妥之处还望各位同仁批评指正。


编者
2009年1月

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