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绪论1

一、本课程的内容和任务1

二、国际单位制2

三、因次与因次一致性原理4

四、质量守恒定律与物料衡算4

五、热量、能量守恒定律与热量、能量衡算5

六、过程的平衡6

七、过程的速率7

八、过程的最佳化7

九、怎样学习“制药化工过程与设备”7

第I篇 流体动力过程9

第一章 流体的流动9

第一节 流体的有关性质9

1-1流体的密度9

1-2流体的压力12

第二节 流体静力学基本方程14

1-3流体静力学基本方程14

1-4流体静力学基本方程的应用15

第三节 流体动力学17

1-5流量与流速17

1-6稳定流动与不稳定流动18

1-7流体流动的物料衡算——连续性方程18

1-8流体流动的总能量衡算——柏努利方程19

第四节 流体在管内流动时的阻力28

1-9牛顿粘性定律与粘度28

1-10流体的流动类型30

1-11流体的流动阻力33

1-12管路计算41

1-13管道直径的确定44

第五节 流速与流量的测量45

1-14测速管45

1-15孔板流量计47

1-16转子流量计48

第六节 化工管路49

1-17化工管路、设备的常用材料49

1-18管材规格的测定52

1-19管路的连接54

1-20管件与阀门57

1-21管路的保温与涂漆60

1-22管路布置原则61

思考题62

习题62

第二章 液体的输送65

第一节 离心泵的工作原理和结构65

2-1离心泵的工作原理65

2-2离心泵的构造66

第二节 离心泵的主要性能68

2-3离心泵的主要性能和特性曲线68

2-4泵的特性曲线71

第三节 离心泵的吸上高度和汽蚀72

2-5吸上高度的限度72

2-6汽蚀现象73

第四节 离心泵的安装与运转75

2-7离心泵的安装75

2-8离心泵的运转76

第五节 离心泵特性曲线与管路特性曲线的配合76

2-9管路的特性曲线76

2-10流量调节77

2-11离心泵的串联与并联78

第七节 常用离心泵的选用79

2-12离心泵的类型79

2-13离心泵的选用82

第八节 其它类型泵82

2-14往复泵82

2-15齿轮泵84

2-16螺杆泵84

2-17旋涡泵84

2-18流体作用泵85

思考题86

习题86

第三章 气体的压缩与输送设备88

第一节 离心式气体压送机械88

3-1离心式通风机88

3-2离心式鼓风机与压缩机93

第二节 往复式压缩机94

3-3往复式压缩机的工作原理94

3-4往复式压缩机的性能97

3-5多级压缩98

3-6往复压缩机的类型及选用100

第三节 其它类型压缩输送机械102

3-7旋转式鼓风机和压缩机102

3-8真空泵103

思考题104

习题104

第四章 非均一系的分离105

第一节 重力沉降105

4-1自由沉降和沉降速度105

4-2降尘室108

4-3沉降槽109

第二节 离心沉降111

4-4离心沉降速度111

4-5旋风分离器112

4-6其它离心沉降设备116

第三节 过滤118

4-7基本概念118

4-8过滤基本方程式119

4-9过滤设备124

思考题129

习题130

第Ⅱ篇 传热过程131

第五章 传热基本原理、间壁式换热器131

第一节 概述131

5-1工业传热的目的和方式131

5-2稳定传热和不稳定传热132

5-3三种传热机理133

第二节 导热133

5-4傅立叶定律133

5-5导热系数133

5-6单层和多层平壁导热135

5-7圆筒壁导热137

第三节 对流传热140

5-8概述140

5-9对流传热系数的关联式141

5-10流体无相变化时的对流传热系数143

5-11流体有相变时的对流传热147

5-12对流和辐射的联合传热150

第四节 间壁两侧流体的传热152

5-13换热器的热量衡算152

5-14总传热速率方程153

5-15传热推动力的计算及两流体的流向分析153

5-16总传热系数K160

第五节 间壁式换热器164

5-17常用换热器164

5-18板式换热器170

5-19石墨换热器172

5-20强化传热的途径173

第六节 换热器的选用及有关计算174

5-21蛇管传热的计算方法174

5-22管壳换热器的选用175

思考题183

习题183

第六章 加热、冷却与冷凝184

第一节 加热184

6-1一次热源（直接热源）加热184

6-2二次热源（间接热源）加热185

6-3冷凝水与不凝气体的排放187

6-4夹套加热管路布置191

第二节 冷却与冷凝191

6-5冷却与冷凝191

6-6夹套设备综合管路布置194

思考题194

第七章 蒸发195

第一节 概述195

7-1蒸发的目的195

7-2基本概念195

第二节 单效蒸发器的计算196

7-3单效蒸发器的物料衡算196

7-4单效蒸发器的热量衡算196

7-5蒸发器传热面积的计算198

第三节 常用蒸发器203

7-6夹套蒸发器203

7-7自然循环蒸发器203

7-8强制循环蒸发器205

7-9单程型蒸发器206

7-10蒸发器的辅助设备210

7-11溶液的蒸发特性211

第四节 蒸发器的节能212

7-12蒸汽的利用率212

7-13蒸发器的生产强度212

7-14多效蒸发器213

7-15多效蒸馏水机215

7-16二次蒸汽的多种利用方法217

思考题217

习题218

第Ⅲ篇 传质过程223

第八章 结晶223

第一节 概述223

8-1结晶操作在制药工业中的应用223

8-2获得结晶的途径223

第二节 结晶原理224

8-3溶解一结晶的相平衡关系224

8-4晶核的生成和晶体的成长226

8-5结晶过程的控制228

8-6用结晶操作分离混合物229

8-7结晶的计算230

第三节 常用结晶设备232

8-8冷却式结晶器233

8-9蒸发式结晶器234

8-10真空式结晶器235

思考题236

习题237

第九章 蒸馏与精馏237

第一节 双组分液体混合物的气液平衡238

9-1理想溶液的气液平衡238

9-2非理想溶液的气液平衡240

9-3相对挥发度241

第二节 精馏243

9-4简单蒸馏243

9-5精馏原理244

9-6双组分混合液连续精馏的计算246

9-7间歇精馏266

9-8填料塔268

9-9板式塔282

第三节 特殊蒸馏292

9-10水蒸汽蒸馏292

9-11恒沸精馏和萃取精馏295

思考题297

习题297

第十章 吸收300

第一节 吸收操作的相平衡301

10-1气体在液体中的溶解度301

10-2吸收操作的相平衡关系301

10-3吸收剂的选择306

第二节 吸收过程机理和吸收速率307

10-4传质的基本方式307

10-5吸收过程的机理308

10-6吸收速率方程309

第三节 吸收塔的计算312

10-7物料衡算与操作线方程313

10-8吸收剂的用量314

10-9计算填料层高度316

10-10板式塔塔板数的确定324

第四节 吸收和解吸流程326

10-11解吸326

10-12吸收操作流程326

第五节 其他吸收方法和设备327

10-13涉及气体吸收的间歇反应釜328

10-14喷射泵吸收329

思考题329

习题330

第十一章 萃取331

液液萃取331

第一节 液液萃取的相平衡和传质速率332

11-1三角形相图332

11-2液液萃取的相平衡关系334

11-3液液萃取的机理和传质速率339

11-4萃取剂的选择341

第二节 单级液液萃取器及其计算342

11-5单级液液萃取的计算342

第三节 多级逆流液液萃取及计算346

11-6多级液液萃取的流程346

11-7多级逆流液液萃取的计算347

第四节 微分接触式逆流液液萃取塔353

11-8逆流液液萃取塔的计算原理353

11-9萃取塔设备355

第五节 离心式液液萃取设备358

11-10离心萃取器的分类358

11-11波式离心萃取器358

11-12路韦斯塔式离心萃取器360

固液萃取361

第六节 固液萃取的相平衡和传质速率361

11-13三角形相图361

11-14固液萃取的相平衡362

11-15固液萃取的机理和传质速率363

11-16萃取剂的选择364

第七节 单级固液萃取及计算364

11-17单级固液萃取器365

11-18单级固液萃取设备的计算367

11-19单级多次固液萃取369

第八节 多级逆流固液萃取及计算372

11-20多级错流固液萃取372

11-21多级逆流固液萃取的计算372

11-22多级逆流固液萃取罐组374

第九节 微分半连续固液萃取376

11-23微分半连续固液萃取的操作特性376

11-24微分半连续固液萃取的计算378

思考题379

习题379

第十二章 干燥382

第一节 概述382

12-1干燥在制药工业的应用382

12-2干燥方法的分类382

第二节 湿空气的性质和湿度图383

12-3湿空气的性质383

12-4空气的湿度图（T-H图）386

12-5湿度图的用法389

第三节 干燥器的物料和热量衡算390

12-6空气干燥器的操作过程390

12-7干燥的物料衡算391

12-8干燥的热量衡算393

第四节 干燥速率和干燥时间398

12-9物料中所含水分的性质398

12-10干燥曲线和干燥速率曲线400

12-11干燥时间的计算402

第五节 常用干燥设备403

12-12气流干燥器403

12-13流化床干燥器410

12-14喷雾干燥器414

12-15间歇箱式干燥器422

12-16传导干燥器423

12-17冷冻干燥424

12-18干燥设备的选型425

思考题426

习题427

第十三章 离子交换树脂和膜分离技术428

离子交换428

第一节 概述428

13-1离子交换树脂的分类428

13-2离子交换树脂的合成430

13-3离子交换树脂的基本性能431

13-4离子交换树脂的预处理和再生434

第二节 离子交换435

13-5离子交换的基础理论435

13-6离子交换过程和装置438

第三节 离子交换树脂用作吸附分离441

13-7两种操作的区别441

13-8树脂吸附与液液萃取441

膜分离技术442

第四节 概述442

13-9膜的定义、分类及分离过程442

13-10合成膜及制备方法444

第五节 膜分离过程445

13-11反渗透445

13-12电渗析450

13-13超滤453

思考题454

第十四章 空调与制冷454

空调454

第一节 概述454

14-1空调在制药工业中的任务和作用454

14-2空调的基本方法和分类455

第二节 药厂空调热湿负荷与送风量的确定455

14-3空调热湿负荷的来源455

14-4送风状态和送风量的确定459

第三节 工业集中式空调系统461

14-5空气热湿处理的途径461

14-6空气与水直接接触的热湿处理方法462

14-7空气的间接热湿处理465

14-8空气的其他处理方法466

14-9工业集中式空调系统及其运行调节467

制冷469

第四节 冷冻操作的物理基础469

14-10理想冷冻循环——逆卡诺循环469

14-11冷冻系数470

14-12温熵图471

第五节 压缩式冷冻机的工作过程472

14-13理想压缩制冷472

14-14实际压缩制冷473

第六节 压缩式冷冻机474

14-15冷冻压缩机的分类474

14-16冷冻压缩机型号的表示方法475

14-17冷冻压缩机的主要构件476

14-18换热器478

14-19膨胀阀478

14-20能量调节装置479

第七节 冷冻剂和载冷体479

14-21冷冻剂479

14-22载冷体481

第八节 吸收式制冷和喷射泵制冷482

14-23吸收式制冷482

14-24蒸汽喷射制冷482

思考题482

习题483

第Ⅳ篇 其他过程484

第十五章 粉碎、筛分、混合和造粒484

第一节 粉粒体的基本性质484

15-1粉粒体的粒径与粒径分布484

15-2微粉的其他特性488

第二节 粉碎490

15-3概述490

15-4粉碎的机理与方法491

15-5粉碎的能量492

15-6粉碎产物的粒度分布493

15-7被粉碎物料的性质及粉碎规程493

15-8粉碎设备494

第三节 筛分503

15-9概述503

15-10药筛及粉粒体的分等503

15-11影响筛分效率的因素504

15-12筛分机械505

第四节 粉粒体的混合507

15-13混合机理与方法507

15-14混合度507

15-15混合机械508

第五节 造粒510

15-16概述510

15-17造粒方法与作用510

15-18造粒机械简介511

思考题512

附录513

1.常遇到的几个非SI单位与SI单位的换算513

2.空气的重要物理性质513

3.水的重要物理性质514

4.水的饱和蒸汽压（一20°至100℃515

5.饱和水蒸汽表（按温度排列）515

6.饱和水蒸汽表（按压力排列）516

7.水的粘度（0℃至100℃）517

8.液体粘度共线图和密度518

9.气体的粘度共线图519

10.气体的比热容（P=101.3kN/m2）520

11.液体的比热容521

12.液体气化潜热共线图523

13.离心泵规格524

14.管子规格527

15.气体的自扩散系数（P=101.3kN/m2）528

16.某些气体二组分扩散系数（P=101.3kN/m2）529

17.某些液体二组分扩散系数（稀溶液）530

18.氨的T-S图532

主要符号表533