Процессы и аппараты химической технологии: Книга 1 966-593-351-5

Table of contents :
ПРЕДИСЛОВИЕ......Page 3
ВВЕДЕНИЕ В КУРС «Процессы и аппараты химической технологии»......Page 6
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ......Page 43
1.1. Основные свойства жидкостей в гидравлике......Page 44
1.2. Элементы гидростатики......Page 52
1.2.1. Уравнения гидростатического равновесия......Page 53
1.2.2. Давление жидкости на дно и стенки сосуда......Page 56
1.2.3. Практическое использование законов гидростатики......Page 57
1.3. Элементы гидродинамики......Page 59
1.3.1. Основные понятия и определения......Page 60
1.3.2. Уравнения динамического равновесия жидкости......Page 64
1.3.3. Основные уравнения гидравлики......Page 66
1.3.4. Теория движения жидкости по трубам......Page 70
1.3.5. Устройство и расчёт трубопроводов......Page 77
1.3.6. Гидродинамическое подобие......Page 88
1.3.7. Истечение жидкостей из отверстий и насадков......Page 93
1.3.8. Движение твердых тел в жидкости (газе)......Page 98
1.3.9. Движение жидкости (газа) через слои пористых и зернистых твердых материалов......Page 100
1.3.10. Движение двухфазных потоков......Page 108
1.3.11. Движение неньютоновских жидкостей......Page 117
1.3.12. Пленочное течение жидкостей......Page 122
Список литературы к главе 1......Page 127
2.1. Диспергирование жидкостей и газов......Page 128
2.2. Образование и разрушение пены......Page 136
2.3. Пневмо- и гидротранспорт......Page 147
ГЛАВА 3. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ. НАСОСЫ......Page 155
3.1. Общие сведения......Page 156
3.2. Основные характеристики насосов......Page 157
3.3. Объемные насосы......Page 161
3.4. Лопастные насосы......Page 176
3.5. Струйные насосы......Page 189
3.6. Пневматические насосы......Page 190
3.7. Сравнительная характеристика и выбор насоса......Page 195
Список литературы к главе 3......Page 196
4.1. Общие сведения......Page 197
4.2. Термодинамические основы процесса сжатия газов......Page 198
4.3. Поршневые компрессионные машины......Page 207
4.4. Центробежные и осевые компрессионные машины......Page 219
4.5. Роторные компрессионные машины......Page 227
4.6. Струйные компрессионные машины......Page 231
4.7. Сравнение и выбор компрессионных машин......Page 235
4.8. Хранилища жидкостей и газов......Page 237
Список литературы к главе 4......Page 241
5.1. Характеристика неоднородных систем и методов их разделения......Page 242
5.2. Материальный баланс процесса разделения......Page 246
5.3.1. Отстаивание......Page 247
5.3.2. Осаждение под действием центробежной силы......Page 258
5.3.3. Мокрая очистка газов......Page 272
5.3.4. Осаждение под действием электрического поля......Page 275
5.4. Фильтрование......Page 280
5.4.1. Скорость фильтрования......Page 283
5.4.2. Фильтрование с постепенным закупориванием пор фильтрующей перегородки......Page 294
5.4.3. Фильтрование в поле центробежной силы......Page 297
5.4.4. Промывка осадка......Page 298
5.4.5. Фильтровальные перегородки......Page 301
5.4.6. Устройство и расчет фильтров......Page 304
Список литературы к главе 5......Page 336
6.1. Общие сведения......Page 337
6.2. Механическое перемешивание......Page 340
6.2.1. Мощность, потребляемая механическими мешалками......Page 343
6.2.2. Сравнительная характеристика и область применения механических мешалок......Page 352
6.2.3. Перемешивание взаиморастворимых и взаимосмешиваемых сред......Page 354
6.2.4. Перемешивание дисперсий......Page 356
6.2.5. Перемешивание высоковязких и неньютоновских сред......Page 361
6.3. Пневматическое перемешивание......Page 363
6.4. Перемешивание с помощью сопел и насосов.Циркуляционное перемешивание......Page 365
6.5. Перемешивание в статических смесителях......Page 366
Список литературы к главе 6......Page 369
7.1. Основные понятия и определения......Page 371
7.2. Теплофизические свойства веществ......Page 374
7.3. Тепловые балансы......Page 378
7.4.1. Уравнение Фурье. Коэффициент теплопроводности......Page 382
7.4.2. Дифференциальное уравнение теплопроводности......Page 384
7.4.3. Теплопроводность плоской, цилиндрической и сферической стенок при стационарном режиме......Page 388
7.5. Тепловое излучение......Page 393
7.5.1. Основные законы излучения......Page 395
7.5.2. Теплообмен между твердыми телами при излучении......Page 398
7.5.3. Тепловое излучение газов и паров......Page 401
7.6. Конвективный теплообмен......Page 402
7.6.1. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена......Page 408
7.6.2. Тепловое подобие......Page 410
7.6.3. Теплоотдача без изменения агрегатного состояния теплоносителя......Page 415
7.6.4. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния теплоносителя......Page 421
7.6.5. Теплоотдача в дисперсных системах с твердой фазой......Page 433
7.6.6. Сложная теплоотдача......Page 436
7.6.7. Численные значения коэффициентов теплоотдачи......Page 437
7.6.8. Гидродинамический и тепловой пограничные слои......Page 438
7.7.1. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи......Page 449
7.7.2. Теплопередача через плоские, цилиндрические и сферические стенки при установившемся процессе......Page 450
7.7.3. Средняя движущая сила теплопередачи......Page 456
7.7.4. Тепловая изоляция......Page 461
7.8. Нестационарный теплообмен......Page 464
Список литературы к главе 7......Page 475
ГЛАВА 8. НАГРЕВАНИЕ, ОХЛАЖДЕНИЕ, КОНДЕНСАЦИЯ......Page 476
8.1.1. Нагревание водяным паром и горячей водой......Page 477
8.1.2. Нагревание топочными газами......Page 481
8.1.3. Нагревание высокотемпературными теплоносителями......Page 483
8.1.4. Нагревание электрическим током......Page 488
8.2. Охлаждение......Page 493
8.3. Конденсация......Page 496
8.4. Конструкции и расчет теплообменных аппаратов......Page 498
8.4.1. Поверхностные теплообменники......Page 499
8.4.2. Смесительные теплообменные аппараты......Page 516
8.4.3. Расчет теплообменных аппаратов......Page 519
8.5. Сравнительная оценка и выбор конструкций теплообменных аппаратов......Page 538
Список литературы к главе 8......Page 540
ГЛАВА 9. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИНТЕГРАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ......Page 541
9.1. Состав, структура и иерархия химико-технологической системы......Page 542
9.1.1. Химико-технологическая система как объект проектирования......Page 545
9.2. Методика проектирования ресурсо- и энергосберегающих ХТС. «Луковичная» диаграмма......Page 547
9.3. Введение в пинч-анализ......Page 552
9.3.1. Построение составных кривых технологических потоков и определение энергетических целей......Page 553
9.3.2. Построение составных кривых потоков ХТС......Page 556
9.3.3. «Точка пинча» потоков ХТС......Page 558
9.4. Деление тепловых потоков ХТС......Page 560
9.5. Представление сети теплообменных аппаратов......Page 562
9.6. Проектирование тепловой сети с максимальной рекуперацией энергии......Page 566
Список литературы к главе 9......Page 572
10.1. Общие сведения......Page 573
10.2. Некоторые основные свойства растворов......Page 575
10.3. Принцип работы выпарного аппарата......Page 577
10.4.1. Выпарные аппараты непрерывного действия......Page 578
10.4.2. Выпарные аппараты периодического действия......Page 584
10.5. Многокорпусные выпарные установки......Page 590
10.5.1. Типовые схемы многокорпусных выпарных установок......Page 591
10.5.3. Тепловой баланс многокорпусной выпарной установки......Page 596
10.5.5. Распределение полезной разности температур по корпусам выпарной установки......Page 598
10.5.6. Основные направления повышения экономической эффективности выпарных установок......Page 606
10.6.1. Выпарные аппараты с естественной циркуляцией......Page 613
10.6.2. Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией......Page 619
10.6.3. Пленочные выпарные аппараты......Page 622
10.7. Основы теплового расчета выпарных аппаратов......Page 624
10.8. Роторные тонкопленочные испарители......Page 627
10.9. Выпарные аппараты погружного горения......Page 632
Список литературы к главе 10......Page 633
11.1. Общие сведения......Page 635
11.2. Способы выражений концентраций компонентов......Page 638
11.3. Основные законы массопередачи......Page 640
11.4. Общие закономерности в системах с подвижной границей раздела фаз......Page 647
11.4.1. Механизм и подобие процессов......Page 648
11.4.2. Аналогия между переносом количества движения (импульса), тепла и массы (тройная аналогия)......Page 655
11.4.3. Фазовое равновесие в системах с подвижной границей фаз......Page 658
11.4.4. Материальный баланс. Рабочие линии......Page 667
11.4.5. Уравнение массопередачи. Зависимость между коэффициентами массопередачи и массоотдачи......Page 672
11.4.6. Движущая сила процессов массопередачи......Page 675
11.4.7. Массообменные аппараты......Page 679
11.4.8. Определение основных размеров массообменных колонн......Page 716
11.4.9. Оценка эффективности массообменных аппаратов......Page 722
11.4.10. Определение числа реальных ступеней контакта фаз......Page 726
Список литературы к главе 11......Page 729
ГЛАВА 12. АБСОРБЦИЯ......Page 730
12.1. Фазовое равновесие при абсорбции......Page 732
12.2. Материальный баланс абсорбции. Уравнение рабочей линии. Расчет расхода абсорбента......Page 734
12.3. Технологические схемы абсорбционных установок......Page 736
12.4. Неизотермическая абсорбция. Тепловой баланс абсорбции......Page 740
12.5. Кинетика абсорбции......Page 742
12.6. Абсорбция из многокомпонентных газовых смесей......Page 744
12.7. Сравнение и выбор абсорбционных аппаратов......Page 746
12.8. Расчет абсорберов......Page 752
12.8.1. Расчет пленочных абсорберов......Page 753
12.8.2. Расчет распыливающего абсорбера......Page 757
12.8.3. Расчет насадочных абсорберов......Page 759
12.8.4. Расчет тарельчатых абсорберов......Page 761
12.9. Десорбция......Page 766
Список литературы к главе 12......Page 770
ГЛАВА 13. ПЕРЕГОНКА ЖИДКОСТЕЙ......Page 771
13.1. Фазовое равновесие при перегонке......Page 772
13.2. Простая перегонка (дистилляция)......Page 773
13.3. Простая перегонка с дефлегмацией......Page 776
13.4. Перегонка с водяным паром......Page 778
13.5. Молекулярная перегонка......Page 780
13.6. Ректификация......Page 782
13.7. Периодическая ректификация......Page 783
13.7.1. Материальный баланс ректификационной колонны периодического действия (укрепляющей). Рабочая линия......Page 785
13.7.2. Тепловой баланс периодической ректификации. Расчет расхода тепла......Page 791
13.8. Непрерывная ректификация......Page 792
13.8.1. Материальный баланс ректификационной колонны непрерывного действия. Рабочие линии......Page 795
13.8.2. Определение флегмового числа ректификации......Page 797
13.8.3. Тепловой баланс непрерывной ректификации......Page 800
13.9. Азеотропная и экстрактивная ректификации......Page 801
13.10. Ректификация многокомпонентных систем......Page 806
13.11. Расчет ректификационных колонн......Page 814
13.11.1. Расчет тарельчатых колонн......Page 816
13.11.2. Расчет насадочных колонн......Page 819
13.11.3. Расчет пленочных ректификационных колонн......Page 822
Список литературы к главе 13......Page 825
ГЛАВА 14. ЖИДКОСТНАЯ ЭКСТРАКЦИЯ......Page 826
14.1. Равновесие при экстракции......Page 827
14.2. Материальный баланс жидкостной экстракции......Page 830
14.3. Кинетика жидкостной экстракции......Page 831
14.4. Основные методы жидкостной экстракции......Page 834
14.5. Устройство и расчет экстракторов......Page 848
14.5.1. Экстракторы без введения внешней энергии......Page 849
14.5.2. Экстракторы с подводом внешней энергии......Page 860
14.6. Принципиальные схемы экстракционных установок......Page 868
Список литературы к главе 14......Page 869
15.1. Общие сведения......Page 870
15.2.1. Элементы теории растворения......Page 873
15.2.2. Аппараты для растворения......Page 877
15.3.1. Общие сведения......Page 887
15.3.2. Равновесие в экстракционных системах жидкость–твердое тело. Скорость экстракции......Page 889
15.3.3. Типовые способы организации процесса экстракции......Page 893
15.4. Общий порядок расчета экстракционной установки......Page 900
15.4.2. Выбор относительного расхода экстрагента Гм......Page 901
15.4.3. Расчет процесса экстрагирования......Page 902
15.4.4. Выбор типа аппарата. Общие принципы расчета......Page 905
15.4.5. Выбор вспомогательного оборудования......Page 906
16.1. Общая характеристика процесса, основные определения......Page 908
16.2. Равновесие при адсорбции......Page 909
16.3. Адсорбенты......Page 912
16.4. Материальный баланс процесса адсорбции......Page 915
16.5. Устройство и принцип действия адсорбционных аппаратов......Page 916
16.6.1. Расчет периодически действующих адсорберов с неподвижным слоем адсорбента......Page 921
16.6.2. Расчет непрерывно действующих адсорберов......Page 924
16.7. Десорбция адсорбатива из адсорбента......Page 927
16.8. Процессы ионообмена......Page 929
17.1. Общие сведения......Page 932
17.2. Свойство влажного воздуха как сушильного агента......Page 934
17.3. Твердое тело как объект сушки, равновесие при сушке......Page 939
17.4. Материальный баланс процесса сушки......Page 943
17.5. Тепловой баланс процесса сушки......Page 945
17.6. Кинетика сушки. Определение основных параметров сушильных аппаратов......Page 949
17.7. Варианты процесса сушки......Page 957
17.8. Устройство сушилок......Page 964
17.9. Специальные виды сушки......Page 975
Список литературы к главе 17......Page 978
18.1. Общие сведения......Page 979
18.2. Равновесие при кристаллизации......Page 981
18.3. Материальный баланс кристаллизации......Page 984
18.4. Тепловой баланс кристаллизации......Page 985
18.5.1. Зарождение кристаллов......Page 988
18.5.2. Рост кристаллов......Page 990
18.5.3. Влияние условий кристаллизации на рост кристаллов и качество продукта......Page 993
18.6. Кристаллизация из расплавов......Page 996
18.7. Фракционная кристаллизация......Page 998
18.8.1. Аппараты для изогидрической кристаллизации......Page 1003
18.8.2. Аппараты для изотермической кристаллизации......Page 1009
18.9. Направленная кристаллизация......Page 1010
Список литературы к главе 18......Page 1011
19.1. Физическая сущность процесса......Page 1012
19.2. Полупроницаемые мембраны......Page 1019
19.3. Аппараты для мембранного разделения смесей......Page 1020
19.4. Методы очистки мембран......Page 1026
19.5. Влияние различных факторов на процесс мембранного разделения смесей......Page 1027
19.6. Расчет мембранных аппаратов......Page 1030
Список литературы к главе 19......Page 1031
20.1 Общие сведения......Page 1032
20.2 Термодинамические основы искусственного охлаждения......Page 1033
20.3 Дросселирование......Page 1040
20.4.1 Основные характеристики и свойства хладоагентов......Page 1043
20.4.2 Основные эксплуатационные свойства и особенности аммиака, фреона-12 и фреона-22......Page 1048
20.4.3 Циклы паровой компрессионной холодильной машины......Page 1050
20.4.4 Структурные схемы холодильных машин умеренного холода......Page 1053
20.5 Глубокое охлаждение......Page 1063
20.5.1 Идеальный цикл сжижения газа......Page 1064
20.5.2 Цикл высокого давления с однократным дросселированием (цикл Линде)......Page 1065
20.5.3 Цикл высокого давления с предварительным аммиачным охлаждением и однократным дросселированием......Page 1068
20.5.4 Комбинированный цикл с расширением в детандере и последующим дросселированием......Page 1070
20.5.5 Общие сравнительные характеристики циклов глубокого охлаждения......Page 1072
20.5.6 Разделения газовых смесей методом глубокого охлаждения......Page 1073
Список литературы к главе 20......Page 1074
21.1 Устройства для горизонтального перемещения марериалов......Page 1076
21.2 Устройства для вертикального перемещения материалов......Page 1083
21.3 Бункера, питатели, дозаторы......Page 1085
22.1 Общие сведения......Page 1091
22.2 Свойства и характеристика измельчаемых материалов......Page 1094
22.3 Энергоемкость процесса измельчения.......Page 1101
22.4.1 Щековые дробилки......Page 1107
22.4.2 Конусные дробилки......Page 1116
22.4.3 Валковые дробилки......Page 1121
22.4.4 Дробилки ударного действия......Page 1124
22.4.6 Барабанные шаровые мельницы......Page 1130
22.4.7 Мельницы для сверхтонкого измельчения......Page 1134
23.1 Общие сведения......Page 1137
23.2 Грохочение......Page 1140
23.2.1 Устройство и расчет грохотов......Page 1143
23.3 Разделение под действием гравитационно-инерционных сил......Page 1154
23.3.1 Воздушные сепараторы......Page 1157
23.3.2 Гидравлическая классификация......Page 1158
24.1 Общие сведения......Page 1160
24.2 Отклонение весовой частоты пробы......Page 1161
24.3 Механизм процесса смешения зернистых материалов......Page 1166
24.4 Машины для перемешивания сыпучих материалов......Page 1167
Список литературы к главам 21–24......Page 1171
Таб. 8.1 – Технические характеристики и основные параметры некоторых типов пластинчатых теплообменников......Page 1172
Таб. 11.1 – Характеристика нерегулярных насадок общего применения......Page 1173
Таб. 20.2 – Основные физические свойства хладоагентов......Page 1174
Таб. 20.3 – Давление в аппаратах холодильных машин, работающих на разных агентах......Page 1175
Таб. 20.4 – Удельная хладопроизводительность разных холодильных агентов и сравнительные размеры цилиндров компрессоров......Page 1176