具体描述
本书为中等专业学校或同类技校化工工艺各专业、化工机械专业的化工原理课程教材。分上、下两册出版。主要讲述化学工程中单元操作的基础理论。上册包括：绪论、流体流动、流体输送、非均相物系的分离、传热、蒸发；下册内容有：蒸馏、吸收、液-液萃取、干燥、冷冻。全书按180学时编写。石家庄河北工学校王振中编，中专工原理教材审稿组审，兰州化工学校弓主审。
化工原理（上）：基础与传递过程的深度解析 本书聚焦于化学工程领域的核心基础，系统阐述了化工生产过程中的物质、能量和动量传递规律及其在工程设计中的应用。旨在为学习者构建坚实的理论框架，并培养解决实际化工问题的能力。全书内容组织严谨，逻辑清晰，深入浅出地剖析了化工单元操作的内在机理。 第一部分：流体流动与流体静力学 本部分作为化工过程的基础载体，详细探讨了流体（液体和气体）的宏观和微观行为。 第一章 流体静力学与平衡 流体基本性质： 深入分析了密度、比重、粘度、表面张力等关键参数，并讨论了温度和压力对这些性质的影响。 流体静力学： 阐述了静止流体中的压力分布规律，推导出静力学基本方程，并讨论了测压仪器（如皮托管、U型管压力计）的工作原理。重点分析了浸没在流体中的平面和曲面上的总压力和合力作用点。 浮力与阿基米德原理： 结合实际工程案例，解释了浮力产生的原因及其在船舶、潜艇设计中的应用。 第二章 流体运动学与流动分析 描述流体运动： 区分了拉格朗日和欧拉描述方法，引入了流线、迹线和涡线等概念。 流场分类： 详细讨论了定常流与非定常流、均匀流与非均匀流、层流与湍流的判据和特征。重点分析了雷诺数（Re）在区分流动状态中的决定性作用。 流速分布： 导出了平行板间层流和圆管内层流的精确速度剖面（泊肃叶定律），并分析了湍流流动的特点及经验性速度分布规律。 第三章 动量守恒与管道流动阻力 控制体分析： 基于牛顿第二定律和动量守恒原理，对选定的控制体进行动量衡算，推导出控制体上的净外力与动量变化率的关系。 圆管内稳定流动： 深入解析了摩擦损失的成因，导出了达西-魏斯巴赫方程，并讨论了沿程摩阻系数（$f$）的确定方法，包括著名的摩阻因子图（Moody图）。 局部阻力： 系统分析了阀门、弯头、放大管口等各种流体配件造成的局部能量损失，并引入了等效长度法和阻力系数法进行计算。 管路设计与计算： 结合实际案例，教授如何进行管路水力计算，包括已知流量求管径、已知管径求流量，以及串联与并联管路的分析方法。 第二部分：能量传递过程——热力学与传热学基础 本部分将热力学原理与工程实践相结合，为能量传递过程的分析奠定基础。 第四章 热力学基础与过程分析 热力学基本概念： 定义了系统、环境、状态变量（温度、压力、体积）、功和热量。 热力学第一定律： 推导出能量守恒方程，并将其应用于封闭系统和流动系统的稳态和非稳态过程分析中。重点讨论了焓的意义及其在化工计算中的重要性。 热力学第二定律与熵： 引入了卡诺循环、热力学第二定律的表述，定义了熵的概念，并分析了熵增原理在不可逆过程中的应用。 热力学第三定律与基本关系式： 概述了热力学第三定律，并推导了麦克斯韦关系式等重要的热力学辅助方程，用于计算热力学性质的微小变化。 第五章 传热基础与热交换器 传热机理概述： 详细区分并分析了三种基本传热方式：热传导、热对流和热辐射。 热传导： 阐述了傅里叶定律，推导了一维稳态热传导方程，并分析了通过平面壁、圆筒壁和球壁的热传导问题，引入了热阻概念。对于非均匀介质，讨论了复合壁的热阻计算。 热对流： 区分了自然对流和强制对流。侧重于建立牛顿冷却定律，并通过无量纲数（Nusselt数、Prandtl数等）关联对流传热系数与物流动特性。 热辐射： 阐述了黑体辐射定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律以及形状因子在复杂辐射换热计算中的应用。 热交换器： 系统介绍了并流、逆流和交叉流热交换器的基本结构和工作原理。推导了平均温差的计算方法，重点讲解了对数平均温差（LMTD）法和热容量比法，并引入了总传热系数的概念及其在设备尺寸计算中的应用。 第三部分：物质传递过程——分离工程的基石 物质传递是化工单元操作的核心，本部分将着重于揭示组分在相间或不同区域间的迁移规律。 第六章 扩散与质量传递基础 扩散驱动力： 引入了化学势梯度作为质量传递的驱动力，区别于传热中的温差和动量传递中的压力梯度。 菲克定律： 详细阐述了菲克第一定律（恒定条件下）和菲克第二定律（非稳态条件下的扩散方程）。讨论了不同几何形状（如平板、球体）和不同边界条件下的定解问题。 非均匀体系中的扩散： 分析了在多孔介质（如催化剂颗粒）中，分子扩散与对流扩散的耦合效应。 相间传质： 介绍了传质系数的概念，重点分析了在均匀流体和滞留流体（静止流体）中，物质从主体相向相界面的传递过程。 第七章 气液传质的平衡关系 气液平衡： 详细阐述了理想溶液（亨利定律）和非理想溶液（拉乌尔定律）的气液平衡关系。 平衡常数的确定： 讨论了如何利用气液平衡数据或经验关联式确定平衡常数（如 $K$ 值）。 气液平衡图： 介绍并演示了常压精馏常用的 $x-y$ 平面图（平衡线与操作线），以及适用于多组分系统的三角图的应用。 第八章 吸收与解吸操作 吸收过程： 阐述了吸收的原理、目的和应用。通过物质衡算，推导出稀溶液吸收操作线方程。 塔设备与传质单元： 介绍了填料塔和塔盘塔的结构特点，并引入了传质单元（NTU）和高度（HTU）的概念。 精馏理论基础： 详细分析了恒沸点和非恒沸点体系的精馏过程。推导了麦凯布-索尔特法（ McCabe-Thiele method）的图解过程，包括计算最小回流比和最小塔板数。对于更复杂的体系，引入了露点和泡点计算。 本书的编写风格力求严谨的科学性与直观的工程应用性相结合，配有大量经典的例题和习题，确保学习者能够熟练掌握化工过程的基本分析工具。
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