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高等學校「十三五」規劃教材：化工原理

為了解決速率速度的問題，作者廖輝偉，杜懷明（主編） 這樣論述：

本書圍繞動量、熱量和品質三大傳遞過程的基本原理、基本定律與應用,以傳遞過程的速率(速度)為重點,從過程衡算、速率和平衡三個方面闡述了化工單元操作的基本原理、計算方法及典型設備,內容包括:流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、熱量傳遞、蒸餾、氣體吸收、蒸發和乾燥。 本書各章均編有例題和不同類型的習題,同時對主要設備及原理配置了大量的動畫與視頻演示,可通過掃描二維碼觀看。為便於教學,本書還配備了電子教學課件和習題解答,亦可通過掃描二維碼獲取。 本書可作為高等學校化工類專業及相關專業(如石油、能源化工、製藥、生物工程、材料、環境、食品等專業)少課時(70～100學時)化工原理課程

的教材;教材中納入了大量的設計參數、設備設計規範與標準,也可作為科研、設計、過程開發及生產企業技術人員的參考書籍。 緒論1 0.1“化工原理”課程性質與目標1 0.1.1課程的性質1 0.1.2課程學習的目標1 0.2“化工原理”課程研究物件與特點2 0.2.1研究物件——單元操作2 0.2.2單元操作的分類2 0.2.3單元操作的特點2 0.3物理量單位制與量綱2 0.3.1單位制2 0.3.2物理量的量綱3 0.4“化工原理”課程研究的手段與方法4 0.4.1研究手段4 0.4.2學習與處理問題的方法6 第1章流體流動8 1.1流體靜力學8 1.1.1密度8 1.1.

2流體的靜壓強10 1.1.3流體靜力學基本方程式11 1.2流體動力學16 1.2.1流量與流速16 1.2.2連續性方程17 1.2.3柏努利方程18 1.3流體流動現象28 1.3.1流體的黏度28 1.3.2流體的流動類型與雷諾數30 1.3.3流體在圓管內的速度分佈31 1.3.4邊界層33 1.4流體流動阻力34 1.4.1流體在直管中的流動阻力34 1.4.2局部阻力40 1.4.3流體在管路中的總能量損失43 1.5管路計算44 1.5.1簡單管路44 1.5.2複雜管路47 1.6流速與流量測量49 1.6.1皮托測速計50 1.6.2文丘裡流量計51 1.6.3孔板流量計5

2 1.6.4轉子流量計52 習題54 第2章流體輸送機械60 2.1概述60 2.2離心泵61 2.2.1離心泵的基本結構61 2.2.2離心泵的工作原理63 2.2.3離心泵的主要性能參數64 2.2.4離心泵的特性曲線65 2.2.5離心泵的管路特性曲線與工作點67 2.2.6離心泵的安裝高度71 2.2.7離心泵的類型和選用及安裝操作74 2.3其他類型液體輸送機械76 2.3.1往復泵76 2.3.2計量泵78 2.3.3隔膜泵80 2.3.4齒輪泵81 2.3.5螺杆泵82 2.4氣體輸送機械84 2.4.1真空泵84 2.4.2壓縮機86 習題88 第3章非均相物系的分離和固

體流態化92 3.1概述92 3.2顆粒及顆粒床層的特性92 3.2.1單個顆粒的性質92 3.2.2混合顆粒的特性93 3.2.3顆粒床層的特性94 3.2.4流體通過床層流動的壓降95 3.3沉降96 3.3.1重力沉降96 3.3.2重力沉降設備101 3.3.3離心沉降104 3.3.4離心沉降設備105 3.4過濾112 3.4.1過濾的基本概念112 3.4.2過濾過程的物料衡算113 3.4.3過濾基本方程式114 3.4.4恒壓過濾117 3.4.5恒速過濾與先恒速後恒壓過濾119 3.4.6過濾常數的測定121 3.4.7濾餅的洗滌122 3.4.8過濾機及其生產能力122

3.5離心過濾129 3.5.1基本概念129 3.5.2離心過濾計算130 3.5.3離心過濾設備130 3.6固體流態化132 3.6.1床層的流態化過程132 3.6.2流化床類似液體的特性133 3.6.3流體通過流化床的阻力133 3.6.4流化床的流化類型與不正常現象134 3.6.5流化床的操作範圍135 3.6.6流化床的高度與直徑137 3.6.7氣力輸送的一般概念138 3.6.8氣力輸送的類型138 習題140 第4章熱量傳遞145 4.1概述145 4.1.1傳熱的三種基本方式145 4.1.2傳熱過程中冷、熱流體的接觸方式146 4.1.3熱源、冷源及其選擇147

4.1.4間壁式換熱器的傳熱過程148 4.2熱傳導149 4.2.1有關熱傳導的基本概念149 4.2.2傅裡葉定律150 4.2.3熱導率150 4.2.4平壁的熱傳導151 4.2.5圓筒壁的定態熱傳導153 4.3對流傳熱155 4.3.1對流傳熱過程分析156 4.3.2對流傳熱速率方程156 4.3.3影響對流傳熱係數的因素157 4.3.4對流傳熱係數關聯式的建立158 4.3.5無相變時的對流傳熱係數159 4.3.6冷凝時的對流傳熱係數162 4.3.7沸騰時的對流傳熱係數164 4.4傳熱過程的計算165 4.4.1熱量衡算165 4.4.2總傳熱速率方程與熱阻166 4.

4.3平均溫差的計算169 4.4.4傳熱面積的計算175 4.5熱輻射180 4.5.1基本概念180 4.5.2輻射能力和輻射基本定律181 4.5.3兩固體間的相互輻射182 4.6換熱器185 4.6.1蓄熱式換熱器185 4.6.2間壁式換熱器186 4.6.3列管式換熱器的設計和選用192 4.6.4傳熱過程的強化措施194 習題195 第5章蒸餾201 5.1概述201 5.1.1蒸餾分離的依據201 5.1.2蒸餾操作的分類202 5.2雙組分溶液的氣、液兩相平衡203 5.2.1相平衡條件和物系的自由度203 5.2.2拉烏爾(Raoult)定律204 5.2.3氣、液兩相

平衡關係表達形式205 5.3簡單蒸餾與平衡蒸餾207 5.3.1簡單蒸餾207 5.3.2平衡蒸餾208 5.4精餾210 5.4.1精餾流程與原理210 5.4.2理論板假設和板效率211 5.4.3恒摩爾流假設212 5.4.4加料板與加料熱狀況213 5.5雙組分連續精餾塔的計算214 5.5.1物料衡算與操作線方程214 5.5.2雙組分精餾塔的設計型計算218 5.5.3雙組分精餾塔的操作型分析與計算226 5.5.4精餾塔的溫度分佈與靈敏板230 5.6其他類型的連續精餾和精餾塔230 5.6.1直接蒸汽加熱的精餾塔230 5.6.2回收塔231 5.6.3多股加料的精餾塔232

5.6.4側線采出的精餾塔234 5.7間歇精餾過程234 5.7.1餾出液組成保持恒定的間歇精餾235 5.7.2回流比保持恒定的間歇精餾237 5.8特殊精餾240 5.8.1萃取精餾240 5.8.2共沸精餾242 5.8.3反應精餾244 5.9板式塔246 5.9.1板式塔的類型247 5.9.2板式塔的流體力學性能250 5.9.3篩板塔的設計259 5.9.4板效率263 習題265 第6章氣體吸收272 6.1吸收基本概念273 6.1.1相組成標記法273 6.1.2氣體吸收的分類275 6.1.3吸收劑的選擇原則276 6.2氣、液相平衡關係與亨利定律276 6.2.1

氣、液相平衡關係277 6.2.2亨利定律278 6.2.3相平衡關係在吸收過程中的應用280 6.3單相傳質281 6.3.1分子擴散281 6.3.2分子擴散係數285 6.3.3單相對流傳質機理287 6.4相際對流傳質及總傳質速率方程288 6.4.1相際間的對流傳質過程288 6.4.2吸收過程的總傳質速率方程290 6.5吸收塔的計算295 6.5.1物料衡算和操作線方程296 6.5.2吸收劑用量與最小液氣比297 6.5.3吸收塔塔徑的計算299 6.5.4吸收塔填料層高度的計算300 6.5.5吸收塔的設計型計算306 6.5.6強化吸收過程的措施307 6.6填料塔309

6.6.1填料與類型310 6.6.2填料塔的流體力學性能與操作特性314 6.6.3填料塔的內件317 習題319 第7章蒸發325 7.1概述325 7.1.1蒸發操作及其在工業中的應用325 7.1.2蒸發操作的特點326 7.1.3蒸發操作的分類326 7.2單效蒸發與真空蒸發327 7.2.1單效蒸發設計計算327 7.2.2蒸發器的生產能力與生產強度331 7.3多效蒸發332 7.3.1多效蒸發流程332 7.3.2多效蒸發的計算333 7.3.3蒸汽的經濟性與效數選擇338 7.4蒸發器339 7.4.1迴圈型蒸發器339 7.4.2單程型蒸發器342 7.4.3蒸發器的選型

與附件345 7.4.4蒸發過程的強化347 習題348 第8章乾燥351 8.1概述351 8.1.1物料的去濕方法351 8.1.2乾燥過程的分類351 8.1.3對流乾燥352 8.2濕空氣的性質與濕度圖352 8.2.1濕空氣的性質352 8.2.2濕空氣的濕度圖及其應用358 8.3乾燥過程的物料衡算與熱量衡算359 8.3.1濕物料中的含水量359 8.3.2乾燥過程的物料衡算360 8.3.3乾燥系統熱量衡算與熱效率361 8.4乾燥速率與乾燥時間362 8.4.1恒定乾燥條件下的乾燥速率363 8.4.2恒定乾燥條件下乾燥時間τ365 8.5乾燥器367 8.5.1乾燥器的基

本要求367 8.5.2乾燥器的分類368 8.5.3常用的對流式乾燥器369 習題376 附錄380 附錄1常見物理量的單位和量綱380 附錄2某些氣體的重要物理性質383 附錄3某些液體的重要物理性質384 附錄4幹空氣的物理性質(101.3MPa)385 附錄5水的物理性質385 附錄6飽和水蒸氣表386 附錄7某些液體的熱導率388 附錄8某些固體材料的熱導率389 附錄9常用固體材料的密度和比熱容390 附錄10壁面污垢熱阻(污垢係數)390 附錄11液體與氣體黏度共線圖391 附錄12氣體熱導率共線圖(101.3kPa)394 附錄13液體比熱容共線圖394 附錄14離心泵規格(

摘錄)396 附錄154-72型離心通風機規格(摘錄)399 附錄16管殼式換熱器總傳熱係數K的推薦值400 參考文獻402 電子教學課件和習題解答獲取方式402 主要設備及原理素材資源(建議在wifi環境下掃碼觀看) 柏努利方程的推導及物理意義18 各種閥門工作原理示意(1)42 各種閥門工作原理示意(2)42 測速計工作原理50 文丘裡流量計工作原理51 孔板流量計工作原理52 轉子流量計53 轉子流量計工作原理53 離心泵結構與部件61 葉輪樣式與結構62 離心泵工作原理63 汽蝕和氣縛現象71 多級離心泵工作原理74 單動往復泵工作原理76 雙動及三動往復泵工作原理與流量曲線76 隔

膜泵工作原理80 齒輪泵工作原理81 螺杆泵工作原理82 水環式真空泵工作原理85 蒸汽噴射泵工作原理86 降塵室工作原理101 旋風分離器工作原理106 濾板和濾框123 板框壓濾機工作狀態123 葉濾機的構造126 回轉真空過濾機127 三足式離心機結構131 臥式刮刀卸料離心機原理131 真空吸引式稀相輸送139 低壓壓送式稀相輸送139 蓄熱室原理146 套管式換熱器147 列管式換熱器147 逆流傳熱的溫度變化曲線170 並流傳熱的溫度變化曲線170 夾套式換熱器186 固定管板式換熱器188 具有補償圈的換熱器188 浮頭式換熱器189 U形管換熱器189 螺旋板式換熱器190 簡

單蒸餾202 平衡蒸餾202 萃取精餾流程實例241 共沸精餾流程實例242 板式精餾塔247 板式精餾塔工作原理247 篩板結構249 吸收與解吸流程273 填料塔310 典型填料311 單效真空蒸發流程325 並流加料蒸發流程332 逆流加料蒸發流程333 平流加料蒸發流程333 中央迴圈管式蒸發器340 外加熱式蒸發器341 強制迴圈式蒸發器342 升膜蒸發器343 降膜蒸發器344 氣流乾燥器369 噴霧器結構371 噴霧乾燥器371 流化床乾燥器373 單滾筒乾燥機374 雙滾筒乾燥機374 “化工原理”課程是為化工類專業及相近專業的本科生開設的一門緊密結合工程實

際的專業基礎課。課程主要介紹化工生產過程中以物理變化為主的單元操作過程及單元設備的基本原理、參數分析和工程計算。 本教材圍繞動量、熱量和品質三大傳遞過程的基本原理、基本定律與應用,以傳遞過程的速率(速度)為重點,從過程衡算、速率和平衡三個方面來闡述單元操作過程及設備。教材內容在遵循先進性、通用性和實用性原則基礎上,滿足工程教育專業認證要求,符合教育部《普通高等學校本科專業類教學品質國家標準》,注重加強理論基礎與工程實際結合,兼顧學科發展,努力培養學生具備解決化工過程複雜問題的專業基礎知識、工程素養和創新意識。為此,全書安排緒論、流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、熱量傳遞、

蒸餾、氣體吸收、蒸發與乾燥等九個章節的學習內容。 在教材的編寫中,力求語言精練、表達準確、圖表清晰。為了方便教學,使學生能更加清晰、深刻地理解單元操作過程的機理與單元設備的工作原理,本教材配置了大量的動畫視頻,學生通過手機掃描二維碼,便可進入觀看,實現線上學習。為便於教學,本教材還配備了電子教學課件和習題解答,可掃描書後二維碼,登錄化學工業出版社微信公眾號獲取。 本教材可供化工類專業及相關專業(如石油、應用化學、能源化工、製藥、生物工程、材料、環境、食品等專業)學生作為工程專業基礎課程教材或教學參考;教材中納入了大量的設計參數、設備設計規範與標準,也可作為從事科研、設計、過程開發人員及生產

企業技術人員的參考書籍。 本教材的編寫得到了川渝地區西南科技大學、西南石油大學、四川輕化工大學等11所高校領導及“化工原理”授課教師的鼎力支持,吸收了多位教師豐富的教學經驗與成果,使內容安排、闡述方式方法更趨合理,方便學生理解;也得到了北京東方模擬軟體技術有限公司及浙江中控科教儀器設備有限公司的積極配合,並提供了部分素材,使教材內容更加生動、形象,更貼近工程實際。在此向以上單位及人員表示由衷感謝! 本教材由西南科技大學廖輝偉、四川輕化工大學杜懷明擔任主編,西南石油大學劉瑾、宜賓學院徐慧遠、攀枝花學院朱學軍、綿陽師範學院李華蘭擔任副主編。 由於編者水準有限,看待問題、理解問題的角度等因素,

書中難免有不妥之處,懇請各位讀者海涵並不吝賜教,在此深表感謝! 編者 2019年4月

速率速度進入發燒排行的影片

棒球飛行軌跡之電腦模擬

為了解決速率速度的問題，作者李道明 這樣論述：

緒論：棒球打擊被視為是運動中最困難的運動技巧之一，必須要透過大量打擊訓練才能有效提升打擊能力。但現階段缺乏較好的打擊訓練方法，能幫助打者模擬比賽真實情況的球路。因此本研究希望透過空氣動力學計算棒球飛行過程中所受的各種力，模擬與真實情況相吻合的飛行軌跡。方法：本研究經電腦數值運算模擬的棒球軌跡，與下列兩者比較進行驗證。(1)實體實驗：以棒球發球機將球發出，並透過高速攝影機捕捉球上的反光貼紙位置，進而計算球飛行的運動學參數 (2)其他研究團隊(Nathan等人)之軌跡模型。並透過最佳化的方式，求取飛行過程中最佳的CD (阻力係數)與CY (橫向力係數)。結果：實體實驗因器材限制而導致X方向的分量

偏移過大，以致無法參與比對，因此僅以方法2進行最佳化及軌跡比對。在假設CD為常數的情況下，最佳CY (0.00339)與速率、速度平方以及雷諾數成高度負相關 (相關係數R分別為-0.825，-0.823，與-0.825)；而在假設CY為常數的情況下，最佳CD (0.27700)與速率及速度平方亦呈負相關 (R分別為-0.474與-0.475)。若同時計算最佳CY與CD值，則得最佳CY=0.00254、CD=0.27603。軌跡比對部分，則以模擬過程中有加入最佳CD時的位置誤差最小，其X、Z與總偏移量的誤差皆明顯下降 (誤差分別為0.031m，-0.033m，0.102m)，至於該軌跡中EVf的

誤差 (1.38%)是否會造成打者打擊判斷上的影響，則有待探討。結論：最佳CY與速率以及雷諾數在本實驗中呈高度負相關，需透過更大範圍的球速測試，才能確認其於各範圍球速下之間的相關性。而由於CY值很小，對於模擬軌跡影響有限，因此於忽略橫向力的情況下，透過加入會隨雷諾數變化的CD值，應可模擬出貼近真實飛行情況的軌跡。

物理學速覽：分分鐘掌握的200個物理知識（全新修訂版）

為了解決速率速度的問題，作者（英）賈爾斯·斯帕羅 這樣論述：

《物理學速覽》介紹了200個重點的物理知識。每個知識點都通過一個生動的畫面和簡潔的解釋來闡述，使讀者很容易理解其概念。書中的200個物理概念涵蓋了所有物理領域，包括經典力學、波、熱力學、電磁學、物質、電學、核物理、量子物理、粒子物理、相對論等方面內容。書中介紹的物理概念簡單實用，可以令讀者迅速理解並吸收。本書不僅是讀者理想、便利的物理參考書，同時也可供讀者在閑暇時閱讀，使深奧的物理變得簡單、有趣。

Optimization Multiple Characteristics of Injection Molding Process Parameters (Case Study: Eyewear Frame)

為了解決速率速度的問題，作者陳鎮洋 這樣論述：

今天，塑膠製品已經成為這個世界上受普遍的材料之一。由於其相對的低成本、重量輕、好製造，靈活性和耐水和酸，塑膠被使用在產品的龐大和擴大中的範圍上，從日常產品到其他公用設施（如軍事和飛船計劃）。另一方面在處理未加工的塑膠成為其他組件，也是重要的事情。注塑過程是熟知且還具有高速率的生產過程，並允許良好的尺寸控制（這是因為當模子注入時材料是融化的）。本論文的想法來自塑膠製品的注塑成型遇到的需求和實際問題。這裡有一些主要的缺陷總是發生在塑膠注塑成型、收縮和翹曲。收縮和翹曲，在注塑過程中常常容易遇到這兩個問題。而其中一個在注塑過程中的可應用的解決方法就是控制一些會影響盡量減少在最終產品的收縮和翹曲的參數

。本論文試圖呈現當前關於會影響減少收縮和翹曲三個層次模擬的八個參數。這裡有充盈的時間，注射壓力，注射速率（速度），保壓壓力，保壓時間，熔體溫度，冷卻溫度和模具溫度，在眼鏡框為對象的案例裡，當作試圖被控制的參數研究，本研究。電腦輔助設計（CAD）和電腦輔助工程（CAE）將被用來協助和進一步分析此最終產品。 CATIA V5將用於設計產品，然後藉由Moldex 3D分析會發生在模擬的翹曲產生結果。有了這個模擬，在注塑機製造它之前，最終產品的品質可以想像的到。最後，田口法直交表 (L27 (38)) 隨著盡量減少翹曲與方差分析也和灰色分析相貢獻的結合，將用於所有參數統計問題達到最佳化，來實現更好的產

品，將用於進行多樣的特性。