化工原理学习辅导

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