化工原理流体输送与传热技术（上 第三版）

　　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，将操作问题分析、解决的能力训练渗透到整个教学过程。本教材第三版增加了与石油、化工类各专业密切相关的扩展知识，并联合智慧职教线上教学平台、东方仿真名校资源库，增加了数字化、信息化教学资源。同时将专业课程与大思政工作融合设计，培养学生石油和化工行业职业精神、人文素养。本书可作为化工及相关专业的高等职业教育、成人教育教材，也可供相关技术人员参考。

　　李薇，兰州石化职业技术学院，石油化学工程学院院长，自1993年7月参加工作以来，主要承担10余门理论和实践课程的教学。主编并出版教材5门，参与国家 级精品课程建设1门，主持省级精品课程2门，发表论文20余篇。2008年9月-2009年3月在中石油兰州石化公司烯烃事业部挂职锻炼。2010年9月-2011年7月清华大学做访问学者1年。期间，参与国家973项目（2009CB623404）；国家自然科学基金重点项目（20736003）“膜分离处理丙烯腈工业废水”课题研究。2011-至今，先后组织实施青海大美、庆阳石化、浙江石化、恒逸文莱等数十家企业员工的岗前或岗中培训。负责培训计划的设计、制订与实施，参加培训员工超过2000人。2013年-2019年，主持实施中石油兰州石化公司“11套关键炼油装腐蚀介质相化学性质分析与研究”技术服务项目。2016年主持完成“高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）”中，石油化工技术骨干专业和化工技术类专业“双师型”教师培训培养基地项目建设；2016年主持甘肃省特色专业群“化工技术类特色专业群”项目中石油化工技术专业建设方案制定及项目实施。2016年主持甘肃省优质高职院校建设任务中石油化工技术专业骨干专业建设。2019年被教育部确定为国家 级骨干专业和“双师型”教师培训培养基地。2018年组织申报教育部第三批现代学徒制试点专业-石油化工技术专业建设。2018年主持的教学成果“基于产教协同发展的石油化工类专业群拓展建设与实践”获国家 级教学成果一等奖。2019年主持的石油化工技术教学团队获批为首批“国家 级职业教育教师教学创新团队”。 2019年主持的石油化工技术专业群入选中国特色高水平高职学校和专业建设计划专业群（A 档）。现任全国石油和化工职业教育教学指导委员会高职化工基础课程类委员会秘书长，甘肃省职业教育李薇工作室主持人。

项目一流体输送技术001
任务一认识流体输送过程001
一、化工生产过程与单元操作001
二、流体输送在化工生产中的应用003
三、化工流体输送过程的主要设备004
名人窗：中国石油之父——孙健初011
任务二学习流体流动的基本理论011
一、流体的基本性质012
二、流体静力学015
三、流体动力学020
名人窗：伯努利与流体力学028
任务三能量转换实验029
一、训练目的029
二、设备示意029
三、训练要领029
任务四雷诺实验与流体流动形态认知030
一、雷诺实验030
二、流体的流动形态031
三、流体在圆管内的速度分布032
任务五流动阻力计算与测量033
一、流体管内流动阻力计算033
二、流动阻力测定实验042
名人窗：中国民族化学工业之父——范旭东042
任务六流量测量043
一、测速管043
二、孔板流量计045
三、文氏流量计046
四、转子流量计047
任务七管路拆装048
一、管路的布置与安装原则049
二、管路拆装实训051
任务八认识离心泵052
一、离心泵的结构和工作原理052
二、离心泵的主要性能参数及特性曲线055
三、离心泵的类型和选用058
四、离心泵的安装高度061
知识窗：化工企业的“责任关怀”理念063
任务九离心泵操作063
一、离心泵性能实验064
二、离心泵的操作要点064
三、离心泵的流量调节066
四、离心泵的串、并联操作068
任务十离心泵仿真操作069
一、训练目标070
二、工艺流程070
三、实训要领070
任务十一认识其他类型泵071
一、往复泵071
二、齿轮泵074
三、螺杆泵076
四、旋涡泵077
知识窗：化工设备操作的“四懂三会”077
任务十二认识气体输送机械078
一、通风机(轴流式、离心式)079
二、鼓风机(离心式、罗茨)082
三、压缩机(活塞式、离心式)083
四、真空泵087
任务十三离心压缩机仿真操作089
一、训练目标089
二、工艺流程089
三、训练要领090
任务十四流体输送综合技能实训091
一、实训目的091
二、工艺流程091
三、训练项目091
小结098
复习与思考099
自测练习099
课程学习资源104
本项目符号说明105
参考文献105

项目二传热技术106
任务一认识化工传热过程106
一、传热在化工生产中的应用106
二、工业上常见的换热方式107
三、化工传热设备结构108
知识窗：6S现代企业管理模式116
任务二学习热量传递的基本理论116
一、热量传递的基本方式117
二、热传导117
三、对流传热123
四、热辐射134
任务三换热器仿真操作138
一、训练目标139
二、工艺流程139
三、训练要领139
任务四管式加热炉仿真操作140
一、训练目标140
二、工艺流程140
三、训练要领141
安全窗：危险化学品的特性事故141
任务五间壁式传热过程计算142
一、间壁式传热过程142
二、传热基本方程142
三、热负荷确定143
四、平均温度差144
五、总传热系数K151
六、强化传热155
任务六传热综合技能实训156
一、实训目的156
二、工艺流程157
三、训练项目157
四、训练要领161
五、换热器的操作与保养161
安全窗：化工事故管理的“四不放过”162
任务七列管换热器选用设计163
一、训练目标163
二、训练要领164
三、列管换热器的工艺设计与选用164
小结170
复习与思考171
自测练习172
课程学习资源175
本项目符号说明176
参考文献176

项目三蒸发操作177
任务一认识蒸发操作177
一、蒸发及其特点177
二、蒸发的应用178
三、蒸发的流程178
四、蒸发的分类178
任务二认识蒸发设备179
一、蒸发器180
二、蒸发器辅助设备183
名人窗：“侯氏制碱法”创始人——侯德榜184
任务三单效蒸发的工艺计算185
一、水分蒸发量185
二、加热蒸汽消耗量186
三、蒸发器的传热面积187
四、蒸发器的生产能力和生产强度189
任务四认识多效蒸发189
一、多效蒸发流程190
二、多效蒸发的效数191
任务五蒸发器的操作192
一、开、停车及正常操作192
二、异常情况及处理过程193
安全窗：化工装置为什么要定期停工检修193
小结194
复习与思考194
自测练习195
本项目符号说明196
参考文献196

项目四结晶操作197
任务一认识结晶过程197
一、结晶及其工业应用197
二、固液体系相平衡198
三、晶核的形成200
四、晶体的成长201
任务二认识结晶方法202
一、冷却结晶203
二、蒸发结晶203
三、真空冷却结晶203
四、盐析结晶203
五、反应沉淀结晶204
六、升华结晶204
七、熔融结晶204
文化窗：共和国个石油工业基地——玉门油田204
任务三认识结晶设备与操作205
一、常见结晶设备205
二、间歇结晶操作208
小结209
复习与思考209
参考文献210

项目五非均相混合物的分离211
任务一认识非均相物系211
一、非均相物系的概念211
二、非均相物系的分类212
三、非均相混合物的分离的工业应用212
任务二沉降操作212
一、重力沉降213
二、离心沉降222
文化窗：中国石油精神232
任务三过滤操作233
一、过滤过程233
二、过滤基本方程式235
三、过滤设备239
任务四认识气体的其他净制设备与方法244
一、袋滤器244
二、惯性分离器245
三、文丘里除尘器245
四、泡沫除尘器245
五、静电除尘器246
任务五非均相混合物分离方法选择247
名人窗：中国石油化学之父——萧光琰247
任务六转筒真空过滤机的操作248
一、开、停车操作249
二、正常操作249
三、转鼓真空过滤机操作常见异常现象与处理249
四、转筒真空过滤机的使用与维护249
小结250
复习与思考250
自测练习250
本项目符号说明251
参考文献251

自测练习参考答案252

附录255
一、计量单位换算255
二、某些液体的重要物理性质258
三、某些固体材料的物理性质（密度、热导率和比热容）259
四、干空气的重要物理性质（101.3kPa）260
五、水的重要物理性质261
六、饱和水蒸气表（按温度排列）261
七、饱和水蒸气表（按压力排列）262
八、管子规格264
九、常用离心泵规格（摘录）265
十、4－72－11型离心式通风机的规格269
十一、列管换热器规格（摘录）270