流体输送与传热技术(王壮坤)（第三版）

前言
《流体输送与传热技术》教材是根据高等职业教育化工技术类专业教学基本要求，为化工技术类专业学生掌握化工单元操作的知识和技能而编写的。自2009年出版以来，因内容实用、贴近实际，受到了使用院校师生和企业技术人员的普遍好评，因此多次重印。2017年对该教材进行了再版，保留了原教材的精华与特色，综合了使用过程中发现的问题和欠缺，对教材内容进行了修改、更新和完善，增加了非均相物系分离的内容，每个任务都增加了自测练习，同时增加了新知识、新技术、新标准，再版教材更加受到使用者的喜爱，被评为“十三五”职业教育国家规划教材。
本版为第三版，是根据教育部职业教育改革实施方案的精神、最新的国家职业标准和新工艺新技术对第二版教材进行的全面修订。本次修订，有以下几点原则。
一是旨在构建“岗课赛证”模块化项目式的课程体系，“岗”是企业化工总控工岗位，以岗位需求为目标制定课程学习标准；“课”是课程内容对接化工总控工国家职业技能标准和工程过程的岗位核心职业能力培养，以真实工作任务知识点和职业技能点融合为基础；“赛” 是以职业院校技能大赛“化工生产技术”赛项、“水处理技术”赛项等实现以赛促练、以赛促学；“证”以获得化工总控工证书、“精馏化工安全控制”1+X证书等职业技能等级证书评价课程学习。
二是确立“真懂（知识目标）、真用（能力目标）、有为（素质目标）”的教学目标，对标岗位职业能力，对原教材知识目标、能力目标进行调整，并增加了素质目标。
三是全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发挥专业课协同育人作用，增加了思政育人要素，培养学生家国情怀、工匠精神和崇高品质，提高职业素养。
四是教材与时俱进，更新了新知识、新技术、国家及行业标准，满足职业院校教学改革及企业职工培训的需要。
五是引入数字化资源，构建富媒体教材，本版教材中更新了大量真实设备照片，并以二维码方式增加了大量的视频及动画资源，更贴近生产实际， 更直观易懂。
本书配套了全新的教案模板和PPT课件，使用教材的教师和读者可登录www.cipedu.com.cn免费下载。
本书可作为高等职业教育应用化工技术、石油炼制技术、石油化工技术、精细化工技术、煤化工技术、化工自动化技术等化工技术类专业或轻工、制药、生物、环境等专业的教材和化工企业职工的培训教材，应用面较广，考虑到各专业的侧重点不同，其中一些内容可根据教学需求及学时数进行选讲。
本书由辽宁石化职业技术学院王壮坤主编，辽宁石化职业技术学院张梦露副主编，辽宁石化职业技术学院张立新主审。编写分工如下：绪论、项目1由王壮坤编写；项目2、附录由辽宁石化职业技术学院卢中民、尤景红编写；项目3由张梦露编写；项目4由辽宁石化职业技术学院鞠凡、曹阳编写。全书由王壮坤统稿。
本书在编写过程中得到了化学工业出版社的大力支持，也得到了东方仿真公司的友好支持，抚顺石化公司赵京福、阜新汉道化工有限公司刘军对本书提出了许多宝贵的意见和建议，在此一并致以衷心的感谢。
由于编者的水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请应用此书的同仁及读者指正，以使本教材日臻完善。

编者
2022年1月




第一版前言
《流体输送与传热技术》是根据高等职业教育以服务为宗旨、以就业为导向、走“工学结合”之路，培养生产、建设、管理、服务一线的高等技术应用型人才的需要而编写的。本书内容以国家职业资格标准为统领，与职业培训相互渗透、相互贯通，突出高职教育特色，采用项目教学法，体现工学结合教学模式，能较好地满足实际教学需要。
本书针对职业资格标准对知识、能力、素质结构的要求，明确流体输送及换热技术的教学内容，把理论与实践有机结合起来，实现技术实践知识与技术理论知识的统一。教材内容不是以经验、解释或理论研究为主，而是以实现生产化工产品的过程为目的。采用项目教学的方式进行知识的传授，打破知识的学科体系，按照“工作任务完成”的需要来组织教学内容，通过完成工作任务的过程来学习相关知识，实现理论与实践一体化，全面实现在校学习与企业实践的无缝对接。
教材选择工程实例来具体实施工作任务的教学，通过仿真训练、现场教学、实际操作等手段，使学生体验整个工作过程，强调工程操作和训练。通过项目引出工作任务，把流体输送及换热技术的基础知识、基本原理、设备结构、操作、控制方法分解到各个工作任务中。
本书从体例上力求灵活与多样化，便于学生自主学习。每个项目都设有“教学目标”、“工作任务”、“理论知识”、“实践操作”、“知识拓展”及“学习评价”，使学生明确学习目的、内容、重点、学习方式及应达到的要求和能力，模块后附有“自测练习”，体现以学生自主学习为核心，注重启发引导，以利于开阔学生视野、提高应用能力。
本书可作为高等职业教育石油化工、应用化工、有机化工、无机化工、高分子化工、轻化工、制药、生物等专业的教材，也可供从事化工生产和管理的工程技术人员参考。
本书共分三个模块，由王壮坤主编并统稿。其中模块一的项目一至项目五、模块三由王壮坤编写；模块一的项目六、项目七由卢中民编写；模块二、附录由尤景红编写；锦州石化公司高级工程师杜宏建对本书的编写给予了帮助，提出了一些宝贵意见和建议。全书由周波教授主审。
限于编者的水平和经验，书中不妥之处，敬请读者批评指正。

编者
2009年6月




第二版前言
《流体输送与传热技术》教材是为化工类专业学生掌握化工单元操作方面的知识和技能而编写的，自2009年出版以来，已连续多次印刷，受到化工高职院校师生和工程技术人员的普遍好评。近年来，由于高职教育教学改革不断深入，化工生产技术也有了新的进展，国家和行业的相关标准亦有更新，为适应发展变化的需要，第二版对原教材内容进行了修改、更新和完善。
本次修订的主要内容如下。
1.增加了非均相物系分离的内容，满足学生对化工单元操作知识的学习。删除了一些验证性实验，如柏努利方程实验、雷诺实验、流体阻力实验等。
2.每个任务增加了自测练习和学习评价，以便师生把握学习内容及应达到的要求和能力。
3.对内容结构做了部分调整，充分体现任务引领、行动导向的项目化课程思想。如将项目1中“管子的连接和阀门的安装及使用”并入到“管路的安装和布置”中；将项目3中的“化工生产中的保温”并入到“热传导”中。
4.按国家和行业颁布的最新标准，更新了相关内容。
本书绪论、项目1中任务1到任务5由辽宁石化职业技术学院王壮坤编写；项目1中任务6由辽宁石化职业技术学院卢中民编写；项目2、附录由辽宁石化职业技术学院尤景红、鞠凡编写；项目3由辽宁石化职业技术学院王壮坤、张梦露、曹阳编写；项目4由天津现代职业技术学院齐菲编写。全书由王壮坤主编并统稿，由辽宁石化职业技术学院张立新教授主审。
本书在编写过程中得到了化学工业出版社的大力支持，也得到了东方仿真公司的友好支持，抚顺石化公司技术人员赵京福提出了宝贵意见和建议，在此表示衷心的感谢。
由于编者的水平有限，难免存在不妥之处，敬请应用此书的同仁及读者指正，以使本教材日臻完善。

编者
2017年5月

《流体输送与传热技术》自出版以来，因内容实用、贴近实际，获得了化工行业教师的广泛认可，被评为“十三五”职业教育国家规划教材。本版为第三版，作者根据最新的国家职业标准、教育部职业教育改革实施方案的精神和新工艺新技术，对本书第二版进行了全面修订。第三版内容保留了原教材贴近实际、突出实际操作的特点，以项目化教学贯穿全书，重点介绍了化工生产中液体输送及传热技术的应用、生产原理，典型设备的结构、操作及使用维护方法，内容包括：绪论、流体输送及应用技术、流体输送机械及操作技术、传热操作技术及非均相物系分离技术。同时，以二维码方式增加了44个视频资源，使本教材升级为“纸质教材+数字化资源”的富媒体教材。
本书可作为高等职业教育应用化工技术、精细化工技术、石油炼制技术、石油化工技术、煤化工技术、化工自动化技术或轻工类、制药类、生物类、环境类等专业的教材和相关企业高技能人才的培训教材，也可供从事化工生产和管理的工程技术人员参考。

绪论	1
学习要求	1
一、化工生产过程	1
二、化工单元操作	2
三、本课程的性质、内容和任务	3

项目1 流体输送及应用技术	4
任务1　流体输送系统的认识	4
教学目标	4
相关知识	5
一、流体输送案例	5
二、流体输送系统的构成	7
技能训练	14
知识拓展	16
一、化工管路的分类	16
二、阀门的型号及标识	19
考核评价	20
自测练习	21
任务2　流体的压力及液位测量	22
教学目标	22
相关知识	22
一、流体的密度	22
二、流体的压力	25
三、静力学方程	26
四、压力测量	27
五、液位测量	30
技能训练	32
知识拓展	34
考核评价	35
自测练习	36
任务3　流体输送的工艺计算	38
教学目标	38
相关知识	38
一、流量和流速	38
二、稳定流动和不稳定流动	39
三、连续性方程	39
四、柏努利方程	40
技能训练	42
一、管子直径的选择	42
二、流体输送的工艺计算	44
知识拓展	46
考核评价	47
自测练习	48
任务4　流动阻力的计算	49
教学目标	49
相关知识	49
一、流体的黏度	49
二、流体的流动型态	51
三、流体在圆管内的速度分布	53
四、流体阻力产生的原因及分类	54
五、流动阻力计算	54
技能训练	60
考核评价	61
自测练习	61
任务5　流体的流量测量	62
教学目标	62
相关知识	62
一、流量计的分类	63
二、孔板流量计	63
三、文氏流量计	65
四、转子流量计	65
技能训练	66
知识拓展	67
考核评价	67
自测练习	68
任务6　管路的安装和布置	68
教学目标	68
相关知识	69
一、管子的连接	69
二、管路的布置与安装	70
三、管路的热补偿、保温、涂色、防腐及防静电措施	73
四、管道的试压	75
五、管道的吹扫和清洗	78
六、管路的维护	79
技能训练	80
知识拓展	83
安全阀安全使用常识	83
考核评价	84
自测练习	86

项目2 流体输送机械及操作技术	88
任务1　认识离心泵的结构、原理及性能	88
教学目标	88
相关知识	89
一、离心泵的结构	89
二、离心泵的工作原理	91
三、离心泵的主要性能参数	92
四、离心泵的特性曲线	93
五、影响离心泵性能的主要因素	93
技能训练	94
知识拓展	95
考核评价	96
自测练习	97
任务2　离心泵的选用及安装	98
教学目标	98
相关知识	98
一、离心泵的选用	98
二、离心泵的汽蚀现象与安装高度	102
技能训练	103
知识拓展	104
考核评价	105
自测练习	105
任务3　离心泵的操作维护及事故处理	106
教学目标	106
相关知识	107
一、离心泵的工作点及流量调节	107
二、离心泵的开停车操作及日常维护	109
三、离心泵的故障处理	110
技能训练	111
知识拓展	113
考核评价	115
自测练习	116
任务4　其他类型泵的操作	116
教学目标	116
相关知识	117
一、往复泵	117
二、齿轮泵	118
三、旋涡泵	119
四、螺杆泵	120
技能训练	121
知识拓展	123
考核评价	124
自测练习	124
任务5　压缩机的操作	125
教学目标	125
相关知识	125
一、往复式压缩机	125
二、离心压缩机	130
技能训练	133
知识拓展	136
考核评价	138
自测练习	138
任务6　通风机、鼓风机、真空泵的操作	139
教学目标	139
相关知识	139
一、通风机	139
二、鼓风机	141
三、真空泵	142
技能训练	144
一、离心式风机的操作	144
二、罗茨鼓风机的操作	146
考核评价	147
自测练习	148

项目3 传热操作技术	149
任务1　认识传热系统	150
教学目标	150
相关知识	150
一、工业换热方法及案例	150
二、传热的基本方式	152
三、稳定传热与不稳定传热	153
四、传热系统的构成	153
五、换热器的结构及分类	153
技能训练	163
知识拓展	164
考核评价	165
自测练习	165
任务2　加热剂与冷却剂的选择及用量的确定	166
教学目标	166
相关知识	167
一、常用的加热剂与冷却剂	167
二、换热器的热量衡算	168
技能训练	169
一、冷却剂用量的确定	169
二、加热剂、冷却剂的选择	170
知识拓展	170
考核评价	172
自测练习	172
任务3　换热面积的确定	173
教学目标	173
相关知识	173
一、热传导	173
二、对流传热	178
三、间壁式换热器内的传热过程	181
四、传热基本方程	181
五、热负荷的确定	182
六、传热平均温度差	184
七、换热器传热系数确定	188
技能训练	191
一、传热面积的确定	191
二、寻找强化传热的途径与措施	191
知识拓展	194
考核评价	195
自测练习	195
任务4　列管式换热器的选型	197
教学目标	197
相关知识	197
一、列管式换热器的系列标准	197
二、列管式换热器的选型考虑的问题	198
三、列管式换热器的选型一般步骤	201
技能训练	201
知识拓展	205
考核评价	206
自测练习	206
任务5　换热器的操作及故障处理	206
教学目标	206
相关知识	207
一、换热器的操作	207
二、换热器的清洗	208
三、换热器的常见故障及处理	209
技能训练	211
知识拓展	214
考核评价	216
自测练习	216

项目4 非均相物系分离技术	218
任务1　重力沉降操作	219
教学目标	219
相关知识	219
一、重力沉降速度	219
二、降尘室	221
技能训练	223
知识拓展	223
考核评价	224
自测练习	225
任务2　离心沉降操作	225
教学目标	225
相关知识	226
一、离心沉降速度	226
二、离心分离因数	227
三、旋风分离器	227
技能训练	229
知识拓展	229
考核评价	230
自测练习	230
任务3　过滤操作	231
教学目标	231
相关知识	231
一、过滤基本概念及原理	231
二、过滤设备	234
技能训练	237
知识拓展	238
考核评价	239
自测练习	239

本书主要符号	241

附录	244
一、法定计量单位及单位换算	244
二、物化数据	245
三、管子和设备型号规格	264

参考文献	272