《化工原理》(第四版)覆盖化工单元操作的主要内容，包括流体流动、流体输送、非均相分离、传热、蒸发、精馏、吸收、萃取、干燥、流态化与气力输送。对第三版每章学习要求、中英文关键词、相关知识背景和工业实用实例等做了补充，使体系更加完整，内容更具有趣味性；将虚拟化工原理课堂以线上资源的方式与纸质教材配套，以便于读者通过自学加深对相关知识的理解；同时本书配有两种网络增值服务：《化工原理》习题解答和《化工原理》教学课件。本书可作为大学本科60～90学时化工原理课程教材，适用于化工、应用化学、制药、材料、生物工程、食品工程、环境工程、造纸、冶金等专业。也可供自考学生、高职学生等选用。
本书曾获中国石油和化学工业优秀出版物奖·教材奖一等奖；
本书内容简明扼要，适合少学时；
本书配有习题解答、教学课件与化工设备动画，增加了趣味性，并扩充了知识；
本书还配有与化工原理相关的知识背景、科学家介绍、新技术、工程应用实例等；
新版增加风洞原理、热流及等温边界条件时的对流传热系数、相变传热等内容；
新版每章增加了新设备图，并配有原理演示动画，读者可扫描二维码观看。
化工原理是一门关于化学加工过程的技术基础课，它为过程工业（包括化工、轻工、医药、食品、环境、材料、冶金等工业部门） 提供科学基础，是化工生产、化工设计等技术类岗位的基础知识。化工原理课程主要研究化工生产中单元操作的基本原理及其设备的设计、操作与调节，以传递过程原理和研究方法论为主线，研究各个物理加工过程的基本规律、典型设备的设计方法、过程的操作和调节原理。化工单元操作将在绿色低碳、智能化、大数据融合等方面深度发展，以智能化工厂的建设促进绿色化工和低碳化工。
本书版于2006 年出版，第二版于2009 年出版，第三版于2015 年出版，至今已有十五年，得到了广大教师和读者的认同。第二版和第三版分别于2010 年、2016年两次荣获中国石油和化学工业优秀出版物奖· 教材一等奖。本书的整体特点是单元操作过程中的数学解析简明清晰，将工艺新算法引入若干新型化工设备及原理；本书趣味性强，从源于生活的事例入手逐步展开科学原理的讲解，引入贴近生产的化工例题；配备数字化教学资源，将化工设备动画、虚拟课堂以在线资源的方式与教材互联。
本书内容是基于中山大学化工原理化工基础 等课程精编而成。早期，祁存谦教授带领年轻教师团队在化工设备动画库、虚拟化工实验、化工原理试题库、虚拟化工原理课堂、双语教学等多媒体教学方面做了积极的努力与尝试，取得了全国瞩目的成绩。1997 年12 月《化工基础试题库》获全国优秀CAI 软件三等奖、2002 年9月《虚拟化工实验》获第六届全国多媒体教育软件大奖赛二等奖、2003 年12 月《化工设备动画库》软件获第七届全国教育软件大奖赛三等奖。
随着化学工程技术的发展以及化工原理教学方法和内容的改进，本教材逐步增加了一些研究方向的内容、一些化工历史及背景知识、一些著名化工科学家事迹，并配有化工设备动画，进一步增加教材的趣味性和知识面，凸显新工科特点。
本书第四版是在第三版基础上修订完成的，编写的基本思想与体系延续了第三版。第四版补充了每章学习要求、中英文主题词、相关知识背景和工业应用实例等，使体系更加完整、内容更具有可读性。本次修订的主要内容有： 在第4 章 传热 中增加了流体有相变时对流传热系数的计算 一节，以增加沸腾和冷凝传热的知识点；在第7 章 吸收 中增加了三传类比的基础理论说明，以使读者更清楚地理解传递过程的实验规律；在书末增加主要符号表，以方便读者查阅相关符号；将虚拟化工原理课堂 以线上资源的方式与纸质教材配套，以便于读者自学及加深对相关知识的理解。
同时本书配有其他两种网络增值服务：《化工原理》习题解答和《化工原理》教学课件，读者可通过扫描封底二维码获取。
为了更好地传承，祁存谦教授力荐青年教师莫冬传副教授担纲本次修订工作，杨祖金副教授提出了部分修订意见，罗佳利博士参加了部分编写工作，全书由吕树申教授统稿。在此，谨向为本书、二版编写做出贡献的丁楠副教授表示感谢。
由于作者能力有限，望读者继续提出宝贵意见和修改建议。另外，本书拟在后续版本中进一步充实工程实例，诚邀各位同行参与并提供素材。
吕树申 莫冬传 祁存谦
2021 年8 月于中山大学
绪论 1
0.1 化工原理在化学化工领域的地位 1
0.2 化学工程发展四阶段 1
0.3 相关教材的发展 3
0.4 衡算方程和过程速率 3
第1 章 流体流动 5
本章学习要求 5
1.1 流体流动现象 5
1.1.1 流体流动问题的引出 5
1.1.2 流体的几个重要性质参数 6
1.1.3 牛顿黏性定律 7
1.1.4 流体流动类型 9
1.1.5 层流速度分布式的推导 10
1.1.6 层流平均流速与流速 11
1.2 流体质量衡算连续性方程 11
1.3 流体能量衡算伯努利方程 12
1.3.1 伯努利方程的导出 12
1.3.2 流体静力学方程应用举例 14
1.3.3 真空规测压原理推导 15
1.3.4 伯努利方程应用举例 16
1.3.5 伯努利方程在工厂中的应用实例 18
1.4 流体流动阻力计算 21
1.4.1 圆形直管阻力公式 21
1.4.2 层流时摩擦因数的计算 22
1.4.3 乌氏黏度计的原理 23
1.4.4 量纲分析法 24
1.4.5 湍流时摩擦因数的计算 25
1.4.6 局部阻力的计算 26
1.4.7 流体阻力计算举例 28
1.5 管路计算 29
1.5.1 简单管路计算 29
1.5.2 适宜管径选择 30
1.5.3 并联管路计算 31
1.5.4 分支管路计算 32
1.5.5 供水计算举例 32
1.6 流量测量 35
1.6.1 孔板流量计原理及示例 35
1.6.2 转子流量计原理及示例 38
1.6.3 测速管原理及示例 40
习题 41
本章关键词中英文对照 43
第2 章 流体输送 44
本章学习要求 44
2.1 离心泵及其计算 45
2.1.1 离心泵构造及原理 45
2.1.2 离心泵参数与特性曲线 46
2.1.3 离心泵选择与示例 48
2.1.4 离心泵的安装高度及计算举例 49
2.1.5 离心泵的工作点及调节举例 50
2.1.6 离心泵的并联与串联 52
2.2 流体输送设备和流体流动习题课 53
2.2.1 流体输送设备的种类及原理 53
2.2.2 流体流动习题课 57
习题 60
本章关键词中英文对照 61
第3 章 非均相分离 63
本章学习要求 63
3.1 重力沉降 64
3.1.1 重力沉降速度及计算举例 64
3.1.2 降尘室计算 67
3.2 离心沉降 69
3.2.1 离心沉降速度和分离因数 69
3.2.2 旋风分离器及计算举例 70
3.3 过滤 71
3.3.1 过滤操作与过滤基本方程式 71
3.3.2 恒压过滤方程及计算举例 73
3.4 膜分离 75
3.5 沉降过滤设备 77
习题 80
本章关键词中英文对照 80
第4 章 传热 82
本章学习要求 82
4.1 换热器类型及传热平衡方程 83
4.1.1 换热器类型 83
4.1.2 传热平衡方程 83
4.2 热传导 84
4.2.1 傅里叶定律 84
4.2.2 平壁稳定热传导与热导率的测定 85
4.2.3 圆筒壁稳定热传导计算 86
4.3 对流传热 88
4.3.1 牛顿冷却定律 88
4.3.2 流体无相变时对流传热系数计算 89
4.3.3 流体有相变时对流传热系数的计算 90
4.4 综合传热计算 94
4.4.1 导热与对流联合传热公式推导 94
4.4.2 导热与对流联合传热计算举例 97
4.4.3 强化传热的途径 99
4.4.4 热管设计原理与计算 99
4.4.5 绝热保温技术 101
4.5 辐射传热 102
4.5.1 辐射传热概述 102
4.5.2 辐射传热计算举例 103
4.5.3 对流与辐射联合传热计算 104
4.6 传热设备与习题课 106
4.6.1 传热设备的种类与原理 106
4.6.2 传热习题课 108
习题 111
本章关键词中英文对照 113
第5 章 蒸发 114
本章学习要求 114
5.1 单效蒸发 115
5.1.1 单效蒸发衡算方程 115
5.1.2 蒸发器传热面积 116
5.1.3 蒸气压下降引起沸点升高 117
5.1.4 溶液静压力引起沸点升高 118
5.2 多效蒸发 119
5.2.1 多效蒸发概述 119
5.2.2 多效蒸发流程 119
5.3 蒸发设备 121
习题 122
本章关键词中英文对照 123
第6 章 精馏 124
本章学习要求 124
6.1 传质过程概述 124
6.1.1 传质过程的引出 124
6.1.2 传质过程举例 125
6.2 理想溶液的汽-液平衡 126
6.2.1 相平衡的引出 126
6.2.2 理想溶液及拉乌尔定律 127
6.2.3 t-x-y 图与x-y 图 127
6.2.4 汽-液平衡解析表达式及计算举例128
6.3 简单蒸馏及其计算 130
6.3.1 简单蒸馏的装置及原理 130
6.3.2 简单蒸馏计算公式及举例 130
6.4 精馏原理 132
6.4.1 多次简单精馏 132
6.4.2 有回流的多次简单蒸馏 132
6.4.3 提馏塔与中间进料现代化精馏塔133
6.5 双组分连续精馏塔的计算 134
6.5.1 理论板与恒摩尔流假设 134
6.5.2 全塔物料衡算方程 135
6.5.3 精馏段操作线方程 135
6.5.4 提馏段操作线方程 137
6.5.5 进料状况参数及计算 137
6.5.6 进料线方程 138
6.5.7 进料方式对进料线方程的影响 139
6.5.8 精馏计算举例 140
6.5.9 理论塔板数的求法 140
6.6 回流比与吉利兰图 141
6.6.1 回流比的影响因素 141
6.6.2 全回流与小回流比 142
6.6.3 芬斯克公式推导 142
6.6.4 吉利兰图法求理论板数 143
6.7 实际板数与板效率 145
6.7.1 塔效率 145
6.7.2 莫弗里板效率 146
6.8 精馏设备及习题课 147
6.8.1 精馏设备 147
6.8.2 精馏习题课 147
习题 151
本章关键词中英文对照 153
第7 章 吸收 154
本章学习要求 154
7.1 吸收过程概述 154
7.1.1 吸收定义与工业背景 154
7.1.2 吸收的用途与分类 155
7.2 吸收相平衡关系 156
7.2.1 气体的溶解度曲线 156
7.2.2 亨利定律 157
7.2.3 亨利定律中系数之间的关系 158
7.3 传质系数与速率方程 159
7.3.1 分子扩散与费克定律 159
7.3.2 单相传质的层流膜模型 160
7.3.3 两相间传质的双膜模型 161
7.3.4 传质速率方程与传质系数之间的换算 162
7.3.5 气膜控制与液膜控制 164
7.3.6 三传比拟 165
7.4 吸收填料层高度计算 166
7.4.1 吸收塔物料衡算 166
7.4.2 小液气比 166
7.4.3 物料衡算计算举例 167
7.4.4 填料层高度基本计算式 167
7.4.5 传质单元高度与传质单元数 168
7.4.6 平均推动力法计算传质单元数 169
7.4.7 吸收因数法计算传质单元数 170
7.4.8 吸收塔设计计算举例 171
7.4.9 平衡线为曲线时填料层高度计算172
7.4.10 曲线拟合法计算举例 174
7.5 吸收与解吸概要 175
7.5.1 吸收塔操作计算举例 175
7.5.2 吸收与解吸的比较 175
7.5.3 解吸操作线与小气液比 176
7.5.4 解吸塔填料层高度计算 177
7.6 吸收设备和习题课 178
7.6.1 吸收设备 178
7.6.2 吸收习题课 179
7.7 吸附分离 183
习题 186
本章关键词中英文对照 187
第8 章 萃取 189
本章学习要求 189
8.1 萃取概念的引出 189
8.2 萃取溶解度曲线 190
8.2.1 三角形相图表示法 190
8.2.2 直角坐标表示法 190
8.3 错流萃取与逆流萃取计算 192
8.3.1 错流萃取公式推导 192
8.3.2 错流萃取举例 194
8.3.3 逆流萃取公式推导 195
8.3.4 萃取小溶剂用量 195
8.3.5 图解法确定逆流萃取理论级数 196
8.3.6 解析法确定逆流萃取理论级数 196
8.3.7 逆流萃取计算举例 198
8.4 萃取设备 198
习题 199
本章关键词中英文对照 200
第9 章 干燥 201
本章学习要求 201
9.1 干燥过程概述 201
9.2 湿空气性质与温湿图 202
9.2.1 湿空气的基本概念 202
9.2.2 湿空气性质 202
9.2.3 湿空气T-H 图绘制 208
9.2.4 T-H 图的绝热冷却线 210
9.2.5 T-H 图应用举例 211
9.2.6 三种类型湿度图比较 213
9.3 物料衡算与热量衡算 213
9.3.1 干燥器物料衡算及计算举例 213
9.3.2 干燥器热量衡算及计算举例 215
9.3.3 干燥器的热效率与干燥效率 218
9.4 干燥速率与干燥时间 219
9.4.1 物料所含湿分的性质 219
9.4.2 干燥速率与速率曲线 220
9.4.3 恒速干燥速率计算 222
9.4.4 干燥时间及计算举例 223
9.5 干燥器和习题课 225
9.5.1 干燥器种类及原理 225
9.5.2 干燥器的选型 229
9.5.3 干燥习题课 230
习题 233
本章关键词中英文对照 235
第10 章 流态化与气力输送 236
本章学习要求 236
10.1 固体流态化 236
10.1.1 流态化现象 236
10.1.2 压降与流速的关系 237
10.1.3 起始流化速度 238
10.1.4 流化床的带出速度 239
10.2 气力输送概述 239
习题 240
本章关键词中英文对照 240
附录 241
附录1 常用单位换算 241
附录2 水的物理性质 243
附录3 饱和水蒸气的物理性质(按温度排列) 244
附录4 饱和水蒸气的物理性质(按压力排列) 245
附录5 干空气的物理性质(p=1.01325105Pa) 247
附录6 IS型单级单吸离心泵规格(摘录) 248
附录7 金属材料的某些性能 250
附录8 某些液体的物理性质 252
附录9 某些气体的物理性质 254
主要符号表 255
参考文献 258
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