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化工工藝基礎(簡體書)
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商品簡介
名人/編輯推薦
目次
書摘/試閱

商品簡介

本書著眼于化工及相關行業的職業崗位要求,根據學生的認知規律,以通俗、簡易的方式介紹了“三傳一反”等各單元過程,即動量傳遞過程、熱量傳遞過程、質量傳遞過程和常用反應器知識,并簡介了部分典型化工產品的生產過程,在內容層次上本著循序漸進,使學生容易掌握,并在實際生產中能夠做到靈活應用的目標進行編寫。
全書按照化工生產過程共同遵循的物理性規律組織教學內容和設計項目任務,內容共分十一部分,包括緒論、流體流動與輸送、液體輸送機械、傳熱操作技術、蒸餾操作技術、吸收操作技術、干燥技術、認識反應器、合成氨生產工藝增塑劑生產工藝和附錄。
本書內容安排上力求體現基本職業能力與素質的培養,避免出現不必要的和實用性不強的難點,表述上淺顯易懂、深入淺出。主要適用于高職高專化工技術相關專業的學生,如工業分析與檢驗、環境工程、化工安全、化工設備維修技術、高分子材料加工技術、過程裝備及其自動化等專業;也可作為中職相關專業的教學用書、化工及相關行業的職工培訓用書等。

名人/編輯推薦

田莉瑛、齊廣輝主編的這本《化工工藝基礎》是在國家骨干高職院校建設的背景下,根據國家有關高職高專人才培養的最新精神,為培養高素質技術技能型人才而編寫的。在內容上注重基礎,在內涵上注重培養學生的基本方法和基本能力,如分析化工單元操作問題的基本方法,典型單元操作設備的基本操控能力,解決一般工程問題的基本思維、方法和能力等;教材中還介紹了合成氨和增塑劑等典型化工產品的生產工藝,讓學生學習完各單元操作之后,及時了解各單元操作在實際化工生產中的應用情況,做到有的放矢。

為配合國家骨干高職院校建設,推進教育教學改革,重構教學內容,改進教學方法,在多年課程改革的基礎上,河北化工醫藥職業技術學院組織教師和行業技術人員共同編寫了與之配套的校本教材,經過3年的試用與修改,在化學工業出版社的支持下,終于正式編印出版發行,在此,對參與本套教材的編審人員、化學工業出版社及提供幫助的企業表示衷心感謝。
教材是學生學習的一扇窗口,也是教師教學的工具之一。與標準規范不同,教材沒有對錯之分,只有優劣之異。好的教材能夠提綱挈領,舉一反三,授人以漁,而差的教材則洋洋灑灑,照搬照抄,不知所云。囿于現階段教材仍然是教師教學和學生學習不可或缺的載體,教材的優劣對教與學的質量都具有重要影響。
基于上述認識,本套教材嘗試打破學科體系,在內容取舍上摒棄求全、求系統的傳統,在結構序化上,從分析典型工作任務入手,由易到難創設學習情境,寓知識、能力、情感培養于學生的學習過程中,并注重學生職業能力的生成而非知識的堆砌,力求為教學組織與實施提供一種可以借鑒的模式。
本套教材涉及生化制藥技術、精細化學品生產技術、化工設備與機械和工業分析與檢驗4個專業群共24門課程。其中22門專業核心課程配套教材基于工作過程系統化或CDIO教學模式編寫,2門專業基礎課程亦從編排模式上做了較大改進,以實驗現象或問題引入,力圖抓住學生學習興趣。
教材編寫對編者是一種考驗。限于專業的類型、課程的性質、教學條件以及編者的經驗與能力,本套教材不盡如人意之處在所難免,歡迎各位專家、同仁提出寶貴意見。


河北化工醫藥職業技術學院院長柴錫慶
2013年4月30日

目次

緒論/ 1
任務一了解化工工程與化工工藝1
任務二了解化工工藝基礎課程3
任務三了解基本概念4
任務四了解單位制和單位換算5
項目一流體流動與輸送/ 8
任務一了解流體輸送在化工生產中的應用8
任務二學習流體的密度9
一、氣體的密度9
二、液體的密度10
三、液體的相對密度d20411
四、比體積v11
任務三了解流體的黏度12
一、黏度12
二、流體黏度的測定12
緒論/ 1
任務一了解化工工程與化工工藝1
任務二了解化工工藝基礎課程3
任務三了解基本概念4
任務四了解單位制和單位換算5
項目一流體流動與輸送/ 8
任務一了解流體輸送在化工生產中的應用8
任務二學習流體的密度9
一、氣體的密度9
二、液體的密度10
三、液體的相對密度d20411
四、比體積v11
任務三了解流體的黏度12
一、黏度12
二、流體黏度的測定12
三、流體黏度的影響因素12
四、運動黏度12
任務四認識流體的壓力及其在生產中的應用13
一、壓力的定義13
二、壓力的單位及單位換算13
三、壓力的表達方式13
四、化工工程中壓力的測量15
任務五學習流體靜力學在化工生產中的應用15
一、流體靜力學基本方程式15
二、靜力學基本方程式的討論16
三、靜力學基本方程式在化工生產過程中的應用16
任務六了解流體動力學在化工生產中的應用20
一、流體的流量和流速20
二、穩定流動和非穩定流動23
三、流體穩定流動時的物料衡算——連續性方程23
四、流體穩定流動時的能量衡算——伯努利方程24
項目二認識液體輸送機械/ 33
任務一了解輸送機械的作用33
任務二了解離心泵33
一、離心泵的工作原理33
二、離心泵主要部件及其構造和作用34
三、離心泵的性能參數與特性曲線37
四、離心泵的工作點與流量調節40
五、離心泵的安裝及操作42
六、離心泵的類型與選用43
任務三了解正位移泵46
一、往復泵46
二、旋轉泵48
三、旋渦泵49
任務四常見流體輸送方式51
一、加壓輸送51
二、真空輸送52
三、高位槽送料53
四、液體輸送機械送料53
項目三傳熱操作技術/ 56
任務一了解傳熱在化工生產中的應用56
一、傳熱在化工生產中的應用56
二、傳熱的基本方式56
三、傳熱過程中冷熱流體的接觸方式57
四、載熱體的選用58
五、間壁式換熱器簡介59
任務二學習熱傳導及熱對流59
一、熱傳導60
二、對流傳熱61
任務三學習傳熱量的計算62
一、傳熱速率方程63
二、熱負荷和載熱體用量的計算63
三、平均溫度差64
任務四學習傳熱系數的計算66
一、現場實測66
二、采用經驗數據66
三、計算法67
任務五認知傳熱設備68
一、間壁式換熱器的類型68
二、換熱器的運行操作71
三、傳熱過程的強化途徑72
四、列管式換熱器設計或選用時應考慮的問題73
項目四蒸餾操作技術/ 77
任務一了解蒸餾操作技術的基本知識78
一、蒸餾操作及其工業生產中的應用78
二、蒸餾與蒸發的比較79
三、蒸餾操作的特點79
四、蒸餾過程的分類79
任務二理解雙組分溶液的氣、液相平衡關系80
一、蒸餾操作的氣、液相組成表示方法80
二、雙組分理想溶液的氣、液相平衡關系81
三、雙組分非理想溶液的氣、液相平衡圖85
任務三學習常用蒸餾方式及原理86
一、簡單蒸餾86
二、平衡蒸餾86
三、精餾87
任務四學習雙組分連續精餾過程的基本計算91
一、全塔物料衡算92
二、操作線方程與操作線93
三、進料熱狀況的影響95
四、精餾塔理論板數和加料位置的確定99
五、回流比的確定103
六、全塔效率和實際塔板數105
任務五認知板式塔107
一、板式塔的典型結構107
二、板式塔的主要塔板類型108
三、板式精餾塔的操作特性110
項目五吸收操作技術/ 116
任務一了解吸收操作技術的基本知識117
一、吸收操作的認知117
二、吸收操作在工業生產中的應用117
三、吸收操作的分類118
四、吸收劑的選擇原則119
五、吸收操作中的相組成表示方法119
任務二學習吸收過程的氣液平衡關系120
一、氣體在液體中的溶解度120
二、亨利定律121
三、相平衡和平衡線在吸收過程中的應用122
任務三理解吸收機理和速率123
一、吸收機理123
二、吸收速率方程124
任務四吸收過程的計算126
一、全塔物料衡算與操作線方程126
二、吸收劑用量的確定127
三、填料塔直徑和填料層高度的計算129
任務五認知填料塔130
一、填料塔的結構與特點130
二、填料的類型及特點131
三、填料塔的附件133
四、填料塔的流體力學特性135
項目六干燥技術/ 138
任務一認識干燥在工業生產中的應用139
一、去濕方法139
二、干燥操作的分類139
三、對流傳熱干燥過程140
任務二學習濕空氣的性質和濕度圖141
一、濕空氣的性質141
二、濕空氣的焓濕圖(I?H圖)及其應用146
任務三掌握連續干燥過程的物料衡算149
一、濕物料中含水量的表示方法149
二、空氣干燥器的物料衡算150
三、理想干燥過程(等焓干燥過程)152
任務四學習干燥過程的平衡關系和速率關系152
一、物料中所含水分的性質152
二、恒定干燥條件下的干燥速率154
任務五了解工業上常用干燥器155
一、廂式干燥器155
二、滾筒式干燥器156
三、氣流式干燥器156
四、噴霧式干燥器157
五、沸騰床干燥器157
項目七認識反應器/ 160
任務一了解反應器的基礎知識160
一、反應器在工業生產中的地位160
二、反應器的分類160
三、對反應器的要求162
任務二認識典型反應器162
一、釜式反應器162
二、管式反應器164
三、固定床反應器165
四、流化床反應器167
項目八合成氨生產工藝/ 171
任務一了解合成氨工藝171
一、合成氨工業在國民經濟中的意義171
二、合成氨生產的基本過程171
任務二學習原料氣的制備172
一、固體燃料氣化法172
二、烴類蒸氣轉化法173
三、重油部分氧化法174
任務三學習原料氣的凈化176
一、原料氣的脫硫176
二、一氧化碳變換177
三、二氧化碳的脫除177
四、原料氣的精制178
任務四學習合成氨工藝操作條件179
一、氨合成催化劑179
二、氨合成溫度180
三、氨合成壓力180
四、空間速度180
五、合成塔進口氣體組成180
任務五掌握合成氨系統工藝流程181
一、合成氨系統工藝流程181
二、氨合成反應器183
項目九增塑劑生產工藝/ 185
任務一了解鄰苯二甲酸二辛酯的生產工藝186
一、基本物性186
二、工藝路線187
三、工藝條件和主要設備188
四、工藝流程188
任務二認識鈦酸四丁酯間歇法生產DOP的生產工藝191
一、反應原理191
二、工藝流程192
三、工藝條件(包括物料配比、反應參數等)193
四、主要設備簡介194
五、生產過程中不正常現象及處理方法194
六、三廢排放點及控制指標196
七、包裝規格及儲運要求196
附錄/ 197
一、 常用單位的換算197
二、某些氣體的重要物理性質197
三、某些液體的重要物理性質198
四、干空氣的物理性質(101·33kPa)199
五、水的物理性質200
六、飽和水蒸氣表 (以溫度為準)201
七、飽和水蒸氣表 (以用kPa為單位的壓力為準)202
八、水在不同溫度下的黏度203
九、液體的黏度共線圖204
十、101·33kPa壓力下氣體的黏度206
十一、液體的比熱容208
十二、101·33kPa壓力下氣體的比熱容210
十三、蒸發潛熱(汽化熱)212
十四、某些有機液體的相對密度(液體密度與4℃水的密度之比)214
十五、離心泵規格(摘錄)216
十六、無機鹽水溶液在101·33kPa壓力下的沸點218
參考文獻/ 219

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書摘/試閱



④若進入換熱器的流體不清潔,需提前過濾、清除,防止堵塞通道。
⑤換熱器使用期間,需要巡回檢查冷、熱流體的進、出口溫度和壓力,控制在正常工藝指標內。
⑥定期分析流體的成分,以確定換熱器有無內漏,以便及時處理。
⑦巡回檢查換熱器的閥門、封頭、法蘭連接處有無滲漏,以便及時處理。
⑧換熱器定期進行除垢、清洗。
三、傳熱過程的強化途徑
所謂強化傳熱過程,就是指提高冷、熱流體間的傳熱速率。從傳熱方程Q= KAAt均可以看出,提高K、A、At均中任何一個均可強化傳熱。但究竟哪一個因素對提高傳熱速率起著決定作用,則需作具體分析。
1.增大傳熱面積A
增大傳熱面積是強化傳熱的有效途徑之一,但不能靠增大換熱器體積來實現,而是要從設備的結構人手,提高單位體積的傳熱面積。當間壁兩側口相差很大時,增加a值小的那一側的傳熱面積,會大大提高換熱器的傳熱速率。如采用小直徑管,用螺旋管、波紋管代替光滑管,采用翅片式換熱器都是增大傳熱面積的有效方法。
2.增大平均溫度差At均
傳熱溫度差是傳熱過程的推動力。平均溫度差的大小主要取決于兩流體的溫度條件。一般來說流體的溫度為生產工藝條件所規定,可變動的范圍是有限的。當換熱器中兩側流體都變溫時,應盡可能從結構上采用逆流或接近逆流的流向以得到較大的傳熱溫度差。
3.增大傳熱系數K
增大K值是在強化傳熱過程中應該著重考慮的方面。提高傳熱系數是提高傳熱效率的最有效途徑。欲提高K值,就必須減小對流傳熱熱阻、污垢熱阻和管壁熱阻。由于各項熱阻所占比重不同,故應設法減小其中起控制作用的熱阻。即設法增加a值較小的一方。但當兩個a值相近時,應同時予以提高。根據對流傳熱過程分析,對流傳熱的熱阻主要集中在靠近管壁的層流邊界層上,減小層流邊界層的厚度是減小對流傳熱熱阻的主要途徑,通常采用的措施有以下幾種。
①提高流速,流速增大Re隨之增大,層流邊界層隨之減薄。例如增加列管式換熱器中的管程數和殼體中的擋板數,可提高流體在管程的流速,加大流體在殼程的擾動。
②增強流體的人工擾動,強化流體的湍動程度。如管內裝有麻花鐵、螺旋圈等添加物,它們能增大壁面附近流體的擾動程度,減小層流邊界層的厚度,增大a值。
③防止結垢和及時清除垢層,以減小污垢熱阻。例如,增大流速可減輕垢層的形成和增厚;讓易結垢的流體在管內流動,以便于清洗;采用機械或化學的方法清除垢層,也可采用可拆卸結構的換熱器,以便于垢層的清除。
強化傳熱要權衡得失,綜合考慮。如通過提高流速,增加流體的湍動程度以強化傳熱的同時,都伴隨著流體阻力的增加。因此在采取強化傳熱措施的時候,要對設備結構、制造費用、動力消耗、檢修操作等全面考慮,加以權衡,得到經濟而合理的方案。

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