《化学工程基础》为清华大学“化工原理”课程所用教材,在清华大学多个院系使用多年。
《化学工程基础》分7章,包括流体的流动与输送、传热过程和传热设备、精馏、吸收、气液传质设备、化学反应工程学和膜分离过程。为便于学生理解和掌握课程内容,《化学工程基础》中提供了典型的例题和习题。书末附有做化工习题常用的物性参数图表及管子、泵、通风机的部分规格。
《化学工程基础》可用作高等院校工科有关专业及理科化学和应用化学专业“化工基础”课程的教材,也可供上述专业从事设计、开发和运行的科技人员参考。

绪论

1流体的流动与输送
1.1概述
1.2流体静力学方程
1.2.1流体的性质
1.2.2流体的压强
1.2.3流体静力学基本方程
1.2.4流体静力学方程的应用
1.3流体流动的基本方程
1.3.1流量与流速
1.3.2粘度
1.3.3流体流动的类型及其判断
1.3.4流动边界层
1.3.5流体稳定流动时的连续性方程
1.3.6流体流动过程的能量守恒和转化(伯努利方程式)
1.4流速与流量的测量
1.4.1测速管
1.4.2孔板流量计
1.4.3转子流量计
1.5流体流动时的阻力
1.5.1管路的沿程阻力
1.5.2非圆形管内的流体阻力
1.5.3局部阻力
1.5.4乌氏粘度计测粘度的原理
1.6管路计算
1.6.1管路计算的类型和基本方法
1.6.2简单管路的计算
1.6.3复杂管路的计算
1.7两相流动
1.7.1球形颗粒在流体中运动时的阻力
1.7.2曳力系数与雷诺数的关系
1.7.3重力沉降
1.7.4固体流态化
1.8流体输送设备
1.8.1离心泵
1.8.2离心压缩机
1.8.3往复压缩机和往复泵
1.8.4其他常用流体输送设备
习题
讨论题
本章符号说明

2传热过程和传热设备
2.1概述
2.1.1化工生产中的传热
2.1.2热传递的基本方式
2.1.3热量衡算
2.1.4稳定与不稳定传热
2.2热传导
2.2.1基本概念与傅里叶定律
2.2.2热导率
2.2.3通过平壁的稳定热传导
2.2.4通过圆筒壁的稳定热传导
2.3对流传热
2.3.1基本概念与牛顿冷却定律
2.3.2用量纲分析法求无相变时流体的给热系数α
2.3.3管内强制对流时的给热系数
2.3.4大空间自然对流传热
2.3.5保温层的临界直径
2.4辐射传热
2.4.1基本概念与定律
2.4.2物体间的辐射传热
2.4.3对流和辐射的联合传热
2.5热交换过程的传热计算
2.5.1热交换器的传热机理和传热基本方程式
2.5.2总传热系数
2.5.3传热的平均温度差
2.5.4传热面积的计算
2.5.5热交换设备
2.5.6热交换过程的强化途径
习题
讨论题
本章符号说明

3精馏
3.1传质分离过程
3.1.1混合物的类型.分离方法和分离目的
3.1.2混合物组成的表示方法
3.1.3精馏概述
3.2双组分溶液的气液相平衡
3.2.1气液平衡时的自由度
3.2.2气相为理想气体.液相为理想溶液时的气液平衡
3.2.3液相为非理想溶液的气液平衡简介
3.3平衡蒸馏和简单蒸馏
3.3.1平衡蒸馏(闪蒸)
3.3.2简单蒸馏
3.4双组分连续精馏的分析和计算
3.4.1精馏原理
3.4.2精馏过程的物料衡算
3.4.3精馏段操作线方程
3.4.4理论塔板和理论塔板数
3.4.5回流比的影响和选择
3.4.6理论塔板数的简捷算法
3.4.7实际塔板数与塔板效率
3.4.8连续精馏装置的热量衡算
3.4.9两组分精馏过程的几种特殊情况
3.5间歇精馏
3.5.1回流比恒定的间歇精馏
3.5.2馏出液组成恒定的间歇精馏
3.6两组分精馏的操作型计算与操作
3.6.1两组分精馏的操作型计算
3.6.2连续精馏操作条件的优化
3.7特殊精馏
3.7.1恒沸精馏
3.7.2萃取精馏
3.7.3加盐精馏和加盐萃取精馏
3.7.4水蒸气蒸馏
习题
讨论题
本章符号说明

4吸收
4.1概述
4.2气液相平衡
4.2.1气液平衡关系(溶解度曲线)
4.2.2亨利定律
4.2.3相平衡与吸收过程的关系
4.3传质机理和传质速率
4.3.1分子扩散
4.3.2对流扩散
4.4两相间的传质
4.4.1双膜理论
4.4.2吸收传质速率方程
4.4.3其他传质理论简介
4.5吸收塔的设计及计算
4.5.1吸收塔的物料衡算及操作线方程
4.5.2吸收剂的选择和用量
4.5.3塔径的确定
4.5.4吸收塔填料层高度的计算
4.5.5理论级数与塔高的计算
4.5.6吸收过程的操作型计算
4.5.7解吸
4.6多组分吸收与化学吸收
4.6.1多组分吸收
4.6.2化学吸收
习题
讨论题
本章符号说明

5气液传质设备
5.1填料塔
5.1.1填料塔结构
5.1.2填料
5.1.3填料塔的附件
5.1.4填料塔的流体力学特性
5.1.5填料塔的传质与塔高的计算
5.2板式塔
5.2.1板式塔结构
5.2.2常用塔板类型
5.2.3板式塔主要工艺尺寸的计算
习题
本章符号说明

6化学反应工程学
6.1概述
6.1.1化学反应器的作用
6.1.2化学反应工程学的研究对象与方法
6.2基本反应器
6.2.1化学反应器的类型
6.2.2几种典型的基本反应器
6.3物料在反应器内的流动模型
6.3.1全混流模型
6.3.2平推流模型
6.3.3轴向返混模型
6.3.4多釜串联流动模型
6.4均相反应器的计算
6.4.1间歇釜式反应器
6.4.2连续操作的管式反应器
6.4.3连续操作的搅拌釜
6.4.4多釜串联反应器
6.5理想均相反应器的优化选择
6.5.1以生产强度为优化目标选择反应器
6.5.2以产率和选择性为优化目标选择反应器
6.6物料停留时间分布和流动模型
6.6.1物料返混合停留时间分布
6.6.2停留时间分布的测定方法
6.6.3理想反应器的停留时间分布
6.6.4停留时间分布在非理想流动均相反应器中的应用和计算
6.7非理想流动反应器内的流动模型--扩散模型
6.7.1扩散模型
6.7.2扩散模型参数的确定
6.8气固相催化反应器
6.8.1固定床催化反应器
6.8.2流化床催化反应器
习题
本章符号说明

7膜分离过程
7.1膜分离概述
7.1.1膜分离概况
7.1.2膜分离机理
7.1.3膜的种类和结构
7.1.4膜分离组件
7.2微滤
7.3超滤
7.4纳滤和反渗透
7.5气体分离
7.6渗透汽化
7.7电渗析
习题
本章符号说明
本书配套多媒体课件简介

附录
附录1化工常用法定计量单位
附录2常用单位的换算
附录3某些气体的重要物理性质
附录4某些液体的重要物理性质
附录5干空气的物理性质(101.33kPa)
附录6水的物理性质
附录7饱和水蒸气表(按温度排列)
附录8饱和水蒸气表(按压强排列)
附录9一些有机物的蒸气压
附录10常用固体材料的密度和比热容
附录11某些固体材料的热导率
附录12某些液体的热导率
附录13某些气体和蒸气的热导率
附录14管内流体常用流速范围
附录15列管换热器的传热系数的参考值
附录16壁面污垢的热阻
附录17管子规格(摘录)
附录18泵规格(摘录)
附录194-72型离心通风机规格(摘录)
附录20某些工业管道的**粗糙度
附录21泰勒标准筛的规格
附录22换热器规格(摘录)
参考文献
……

本书第1版1999年由清华大学出版社出版,已由清华大学多个院系及不少兄弟院校使用多年,作者感谢读者、同行及专家对本教材的厚爱,承蒙高度评价:“该教材概念清楚,内容全面,**突出,阐述严谨。在保证化学工程学科特征的前提下,在内容的深度和广度上能够力求符合培养目标的需要。”
由于科学技术的发展和教学的需要,第2版更新和增加了部分内容,适当介绍一些新近发展的技术,拓宽了课程覆盖面,以为学**展提供了空间,激发学习兴趣。第2版继续保持各章自成体系,适应不同领域、不同层次、不同教学时数教学的特点,赋予使用者较大的机动性,使用者可根据教学要求进行选用。
第2版对第1版内容进行了修订,并新增了第7章膜分离过程,更新了部分附录。第2章传热过程和传热设备、第3章精馏及部分附录的更新整理由阴金香负责完成,其余工作由林爱光负责完成。
在再版过程中,作者参考了国内外有关书籍及教材,并引用了其中的一些材料和数据,在此向各书的作者和出版社表示深深的谢意。
本书第1版问世以来,承蒙许多读者和同行的支持和鼓励,并提出不少有益的意见和建议,在此表示衷心的感谢。
编者感谢清华大学化工原理教研室的同事在修订过程中给予的大力支持和帮助;出版过程中得到清华大学出版社有关负责人、审稿人和编辑的关心和支持,对此表示感谢。
本书有配套教材《化学工程基础学习指引和习题解答》(清华大学出版社,林爱光,2003),还有配套教学软件《化学工程基础多媒体课件》(清华大学出版社,林爱光等,2006)。这些将有益于对本书内容的深入理解与掌握。
由于编者水平有限,书中不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。