前言
《化工原理闖關(guān)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》（第二版）為浙江省十四五普通高等教育本科規(guī)劃教材和普通本科高校十四五重點(diǎn)立項(xiàng)建設(shè)教材，是浙江省普通高校十三五新形態(tài)教材《化工原理闖關(guān)學(xué)習(xí)攻略》（上下冊(cè)）的修訂版。本書保留了原版教材的編寫思路，借鑒網(wǎng)絡(luò)游戲的闖關(guān)機(jī)制，將化工原理中常用的、經(jīng)典的單元操作內(nèi)容分別設(shè)計(jì)成一系列關(guān)卡，通過(guò)闖關(guān)、測(cè)試的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)，幫助學(xué)生在不斷探究和體驗(yàn)闖關(guān)成功的滿足感中完成課程的學(xué)習(xí)，主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)體系，讓枯燥的學(xué)習(xí)過(guò)程變得富有挑戰(zhàn)和趣味。
《化工原理闖關(guān)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》（第二版）中保留原有的夯實(shí)基礎(chǔ)題靈活應(yīng)用題拓展提升題，通過(guò)分層遞進(jìn)的練習(xí)，幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握化工原理的基本概念和理論知識(shí)。同時(shí)，為拓寬學(xué)生視野，了解科技發(fā)展新趨勢(shì)，在每個(gè)單元操作中增編了拓展閱讀部分，并補(bǔ)充編寫了新型分離技術(shù)章節(jié)，介紹化工單元操作新技術(shù)的應(yīng)用、相關(guān)前沿技術(shù)研究進(jìn)展。
除此，為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，本書在修訂過(guò)程中，以黨的二十大報(bào)告提出的六個(gè)必須堅(jiān)持為指引，挖掘各章節(jié)典型案例的思政育人價(jià)值、案例分析過(guò)程中潛在的哲學(xué)智慧以及單元操作的技術(shù)瓶頸和研究進(jìn)展，從背景、意義、影響、作用、啟示、方法、思維等多角度融入低碳環(huán)保、生態(tài)文明、社會(huì)責(zé)任、辯證思維等思政元素，引導(dǎo)學(xué)生樹立系統(tǒng)觀念，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，增強(qiáng)應(yīng)用馬克思主義哲學(xué)原理和方法解決復(fù)雜工程問題的能力，以培養(yǎng)具有堅(jiān)定理想信念、堅(jiān)持四個(gè)自信、敢于擔(dān)當(dāng)、腳踏實(shí)地的新時(shí)代有情懷的大學(xué)生。
本書由姚方任主編，董振強(qiáng)、沈曉莉任副主編。本次再版編寫分工如下，姚方修訂第7、8章，董振強(qiáng)修訂第2、5章，沈曉莉修訂第6、9章，陸銀稷修訂第1、3、4章并新編了第10章。本書配套教學(xué)視頻由姚方、董振強(qiáng)、沈曉莉、洪輝泉聯(lián)合錄制。
東方仿真科技（北京）有限公司友情提供了化工經(jīng)典單元操作設(shè)備圖片、動(dòng)畫等素材資源，同時(shí)本書編寫得到了巨化集團(tuán)有限公司的大力支持與幫助，在此致以深切謝意。
本書編寫過(guò)程中參閱了大量文獻(xiàn)資料，在此對(duì)所有文獻(xiàn)資料的作者表示由衷的感謝。
由于編者水平有限，書中難免有欠缺和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
2024年6月
第一版前言
《化工原理闖關(guān)學(xué)習(xí)攻略》是浙江省普通高校十三五新形態(tài)教材，是化工原理課程學(xué)習(xí)的指導(dǎo)書，所涉及的內(nèi)容為常用、經(jīng)典的化工單元操作。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們借鑒網(wǎng)絡(luò)游戲里的闖關(guān)機(jī)制，將及時(shí)反饋與及時(shí)激勵(lì)運(yùn)用于教學(xué)過(guò)程，把化工原理設(shè)計(jì)成一系列的關(guān)卡。讓學(xué)生每完成一個(gè)關(guān)卡知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，就進(jìn)行一次闖關(guān)測(cè)試，及時(shí)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，在不斷探究和體驗(yàn)闖關(guān)成功的滿足感中完成化工原理的學(xué)習(xí)，主動(dòng)地構(gòu)建自己的知識(shí)體系，使枯燥的學(xué)習(xí)過(guò)程變得富有挑戰(zhàn)和趣味。
為此，我們?cè)凇痘ぴ黻J關(guān)學(xué)習(xí)攻略》設(shè)置了夯實(shí)基礎(chǔ)題靈活應(yīng)用題拓展提升題和闖關(guān)自測(cè)卷，通過(guò)分層遞進(jìn)的練習(xí)，幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握化工原理的基本概念和理論知識(shí)。夯實(shí)基礎(chǔ)題簡(jiǎn)單直觀、兼顧重點(diǎn)與細(xì)節(jié)，幫助學(xué)生自查對(duì)知識(shí)點(diǎn)的熟悉程度；靈活應(yīng)用題難度較大、綜合應(yīng)用性強(qiáng)，幫助學(xué)生深入理解重點(diǎn)與難點(diǎn)，達(dá)到期末考試或闖關(guān)測(cè)試的要求；拓展提升題精選了全國(guó)重點(diǎn)高�；ぴ砜佳性嚲碇械慕�(jīng)典考題，幫助學(xué)生備戰(zhàn)考研與提升能力；闖關(guān)自測(cè)卷按關(guān)卡設(shè)置，每個(gè)關(guān)卡包括A卷和B卷，幫助學(xué)生測(cè)試自己對(duì)相應(yīng)關(guān)卡知識(shí)的掌握程度。
本書對(duì)經(jīng)典習(xí)題、難點(diǎn)配以視頻講解，讀者掃描書中的二維碼，在手機(jī)上即可觀看，幫助讀者深入理解化工原理核心知識(shí)點(diǎn)。由北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司友情提供的素材資源將教材中抽象的設(shè)備結(jié)構(gòu)可視化，方便讀者直觀了解化工單元操作典型設(shè)備的外形和內(nèi)部構(gòu)造。
本書可作為高等院校化工類及相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)化工原理的輔導(dǎo)書，幫助學(xué)生自學(xué)闖關(guān)、期末復(fù)習(xí)、備戰(zhàn)考研，也可為高等院校化工原理授課教師提供教學(xué)參考。
本書上冊(cè)由姚方任主編，沈曉莉任副主編。上冊(cè)第1、3章及其微課視頻由姚方編寫、制作，第2章及其微課視頻由洪輝泉編寫、制作，第4章及其微課視頻由沈曉莉編寫、制作。本書下冊(cè)由姚方任主編，董振強(qiáng)任副主編。下冊(cè)第1章及其微課視頻由董振強(qiáng)編寫、制作，第2章由洪輝泉編寫，第2章微課視頻、第 3~5 章及其微課視頻由姚方編寫制作、第3章微課視頻由沈曉莉制作。闖關(guān)自測(cè)卷由董振強(qiáng)編寫。
在編寫過(guò)程中，我們得到了巨化集團(tuán)有限公司、北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司的支持與幫助，在此致以深切謝意。
本書參閱了大量的文獻(xiàn)資料，在此對(duì)所有文獻(xiàn)資料的作者表示由衷的感謝。
由于編者水平有限，書中難免有不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
2020年5月
第1章流體流動(dòng)1
1.1流體靜力學(xué) 3
1.1.1概念梳理 3
1.1.2典型例題 5
1.1.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 5
1.1.4靈活應(yīng)用題 9
1.1.5拓展提升題 12
1.2流體流動(dòng)的基本方程及其應(yīng)用 14
1.2.1概念梳理 14
1.2.2典型例題 16
1.2.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 17
1.2.4靈活應(yīng)用題 21
1.2.5拓展提升題 27
1.3流體流動(dòng)現(xiàn)象 31
1.3.1概念梳理 31
1.3.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 32
1.3.3靈活應(yīng)用題 35
1.3.4拓展提升題 36
1.4阻力計(jì)算及串聯(lián)管路計(jì)算 39
1.4.1概念梳理 39
1.4.2典型例題 42
1.4.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 43
1.4.4靈活應(yīng)用題 47
1.4.5拓展提升題 54
1.5并聯(lián)及分支管路計(jì)算 56
1.5.1概念梳理 56
1.5.2典型例題 57
1.5.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 58
1.5.4靈活應(yīng)用題 59
1.5.5拓展提升題 61
1.6流量的測(cè)量 65
1.6.1概念梳理 65
1.6.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 67
1.6.3靈活應(yīng)用題 69
1.7拓展閱讀常用流量測(cè)量?jī)x 71
本章符號(hào)說(shuō)明 72
第2章流體輸送機(jī)械73
2.1離心泵的工作原理及主要結(jié)構(gòu) 74
2.1.1概念梳理 74
2.1.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 76
2.1.3靈活應(yīng)用題 77
2.1.4拓展提升題 77
2.2離心泵的主要性能參數(shù)及工作點(diǎn) 78
2.2.1概念梳理 78
2.2.2典型例題 81
2.2.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 83
2.2.4靈活應(yīng)用題 85
2.2.5拓展提升題 87
2.3離心泵的安裝高度 89
2.3.1概念梳理 89
2.3.2典型例題 90
2.3.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 92
2.3.4靈活應(yīng)用題 93
2.3.5拓展提升題 95
2.4離心泵的選擇及其他類型動(dòng)力設(shè)備 96
2.4.1概念梳理 96
2.4.2典型例題 98
2.4.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 99
2.4.4靈活應(yīng)用題 99
2.4.5拓展提升題 100
2.5氣體壓送機(jī)械 100
2.5.1概念梳理 100
2.5.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 102
2.6拓展閱讀新型油氣混輸轉(zhuǎn)子泵 102
本章符號(hào)說(shuō)明 103
第3章非均相物系的分離和固體流態(tài)化104
3.1重力沉降 105
3.1.1概念梳理 105
3.1.2典型例題 107
3.1.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 108
3.1.4靈活應(yīng)用題 111
3.1.5拓展提升題 115
3.2離心沉降 117
3.2.1概念梳理 117
3.2.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 119
3.2.3靈活應(yīng)用題 121
3.2.4拓展提升題 123
3.3恒壓和恒速過(guò)濾 123
3.3.1概念梳理 123
3.3.2典型例題 125
3.3.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 127
3.3.4靈活應(yīng)用題 128
3.3.5拓展提升題 131
3.4過(guò)濾設(shè)備、濾餅的洗滌和過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力 132
3.4.1概念梳理 132
3.4.2典型例題 134
3.4.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 135
3.4.4靈活應(yīng)用題 137
3.4.5拓展提升題 141
3.5固體流態(tài)化 145
3.5.1概念梳理 145
3.5.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 146
3.5.3拓展提升題 149
3.6拓展閱讀燭式過(guò)濾器 150
本章符號(hào)說(shuō)明 151
第4章傳熱及蒸發(fā)153
4.1概述 154
4.2熱傳導(dǎo) 155
4.2.1概念梳理 155
4.2.2典型例題 158
4.2.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 159
4.2.4靈活應(yīng)用題 161
4.2.5拓展提升題 163
4.3熱對(duì)流及間壁傳熱計(jì)算 163
4.3.1概念梳理 163
4.3.2典型例題 169
4.3.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 171
4.3.4靈活應(yīng)用題 176
4.3.5拓展提升題 188
4.4熱輻射 191
4.4.1概念梳理 191
4.4.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 193
4.4.3靈活應(yīng)用題 194
4.5間壁傳熱換熱器 196
4.5.1概念梳理 196
4.5.2案例實(shí)訓(xùn) 198
4.6蒸發(fā) 198
4.6.1概念梳理 198
4.6.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 200
4.7拓展閱讀熱管技術(shù) 201
本章符號(hào)說(shuō)明 202
第5章蒸餾204
5.1兩組分物系的氣-液相平衡關(guān)系 205
5.1.1概念梳理 205
5.1.2典型例題 207
5.1.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 208
5.1.4靈活應(yīng)用題 209
5.1.5拓展提升題 210
5.2兩組分精餾計(jì)算 211
5.2.1概念梳理 211
5.2.2典型例題 216
5.2.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 219
5.2.4靈活應(yīng)用題 222
5.2.5拓展提升題 228
5.3其他類型的蒸餾 234
5.3.1概念梳理 234
5.3.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 235
5.4拓展閱讀分子蒸餾技術(shù) 237
本章符號(hào)說(shuō)明 238
第6章吸收240
6.1氣體吸收的相平衡關(guān)系 241
6.1.1概念梳理 241
6.1.2典型例題 244
6.1.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 244
6.1.4靈活應(yīng)用題 245
6.2傳質(zhì)機(jī)理及吸收速率方程式 247
6.2.1概念梳理 247
6.2.2典型例題 249
6.2.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 252
6.2.4靈活應(yīng)用題 253
6.2.5拓展提升題 255
6.3低濃度物理吸收過(guò)程的計(jì)算 257
6.3.1概念梳理 257
6.3.2典型例題 262
6.3.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 266
6.3.4靈活應(yīng)用題 269
6.3.5拓展提升題 276
6.4吸收系數(shù)及其他吸收 283
6.4.1概念梳理 283
6.4.2典型例題 285
6.4.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 288
6.4.4靈活應(yīng)用題 288
6.4.5拓展提升題 289
6.5拓展閱讀新型CO 2吸收技術(shù) 293
本章符號(hào)說(shuō)明 294
第7章蒸餾和吸收塔設(shè)備295
7.1概述 296
7.2板式塔 296
7.2.1概念梳理 296
7.2.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 302
7.2.3靈活應(yīng)用題 305
7.3填料塔 308
7.3.1概念梳理 308
7.3.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 310
7.3.3靈活應(yīng)用題 312
7.4拓展閱讀立體傳質(zhì)塔板（CTST） 313
本章符號(hào)說(shuō)明 314
第8章液-液萃取315
8.1三元體系的液-液相平衡 316
8.1.1概念梳理 316
8.1.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 318
8.1.3靈活應(yīng)用題 320
8.2單級(jí)萃取 322
8.2.1概念梳理 322
8.2.2典型例題 323
8.2.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 324
8.2.4靈活應(yīng)用題 325
8.3錯(cuò)流萃取和逆流萃取 328
8.3.1概念梳理 328
8.3.2典型例題 331
8.3.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 332
8.3.4靈活應(yīng)用題 335
8.4其他液-液萃取方式和萃取設(shè)備 339
8.4.1概念梳理 339
8.4.2夯實(shí)基礎(chǔ)題 341
8.5拓展閱讀亞臨界低溫萃取技術(shù) 342
本章符號(hào)說(shuō)明 343
第9章干燥344
9.1濕空氣的性質(zhì)及濕焓圖 346
9.1.1概念梳理 346
9.1.2典型例題 347
9.1.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 349
9.1.4靈活應(yīng)用題 350
9.1.5拓展提升題 352
9.2干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算 354
9.2.1概念梳理 354
9.2.2典型例題 355
9.2.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 357
9.2.4靈活應(yīng)用題 357
9.2.5拓展提升題 360
9.3干燥速率與干燥時(shí)間 362
9.3.1概念梳理 362
9.3.2典型例題 364
9.3.3夯實(shí)基礎(chǔ)題 365
9.3.4靈活應(yīng)用題 368
9.3.5拓展提升題 369
9.4拓展閱讀冷凍干燥技術(shù) 372
本章符號(hào)說(shuō)明 373
第10章新型分離技術(shù)概述374
10.1膜分離 374
10.1.1膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介 374
10.1.2膜蒸餾 375
10.2色譜分離 375
10.2.1色譜分離技術(shù)簡(jiǎn)介 375
10.2.2超臨界流體色譜技術(shù)（SFC） 377
10.3分子印跡技術(shù) 378
10.3.1分子印跡技術(shù)簡(jiǎn)介 378
10.3.2分子印跡材料的制備與識(shí)別過(guò)程 378
10.3.3分子印跡技術(shù)在分離領(lǐng)域的應(yīng)用 378
10.3.4未來(lái)展望 379
闖關(guān)自測(cè) 380
闖關(guān)自測(cè)參考答案 390
參考文獻(xiàn) 392
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