反应工程原理

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出版者:科学出版社
作者:罗康碧
出品人:
页数:335
译者:
出版时间:2005-1
价格:32.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030148025
丛书系列:
图书标签:
  • 111111111
  • 反应工程
  • 化学工程
  • 化工原理
  • 化学反应动力学
  • 催化
  • 传质
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  • 反应器设计
  • 工业催化
  • 过程强化
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具体描述

《反应工程原理》共分十章,在介绍流体流动模型及化工动力学的基础上主要讨论了反应器的设计和应用。

理论力学基础:结构、运动与平衡的严谨探究 图书定位: 本书旨在为工程技术、物理学及相关应用学科的初学者及进阶学习者,提供一套全面、深入且结构严谨的理论力学基础知识体系。它避免了对化学反应动力学、反应器设计等反应工程领域核心内容的涉及,而是专注于经典力学的基本原理、方法论及其在宏观物理系统中的应用。 内容结构与深度解析: 本书分为四大核心部分,层层递进,构建起一个完整的理论力学框架: 第一部分:静力学——力的平衡与结构稳定性 本部分首先引入矢量代数和二维、三维空间坐标系的基础知识,为后续的力学分析打下必要的数学工具基础。随后,章节深入探讨了力的概念、力系平衡的条件,以及如何运用自由体图(Free Body Diagram, FBD)对复杂结构进行解耦分析。 平衡原理的基石: 详细阐述了静力平衡的必要和充分条件,特别是合力矩为零的原理,并区分了力矩的方向性与数学表达。 平面与空间力系: 系统讲解了如何求解平面桁架和空间框架的约束力和内力。重点内容包括刚体的概念界定,以及应用虚功原理(Principle of Virtual Work)求解静定结构和部分超静定结构的平衡问题,这为后续的变分原理奠定了基础。 摩擦力的研究: 对静摩擦力与动摩擦力的特性、库仑摩擦定律进行了详尽的阐述。通过大量工程实例,如图钉、楔块、螺旋的受力分析,展示了如何将摩擦力纳入平衡方程的求解过程,强调了摩擦系数的实际意义及应用限制。 接触应力与接触面: 探讨了柔性接触(如绳索)和刚性接触(如滚动或滑动接触)下的受力特性,初步引入了工程中常见的接触面压力分布概念,但不涉及材料内部的应力应变分析。 第二部分:运动学——无质量物体的几何描述 本部分完全脱离了力的概念,专注于描述物体或质点运动的几何特性。目标是建立描述运动的数学语言,为后续的动力学分析做准备。 基本运动学概念: 严格定义了位移、速度和加速度,并区分了标量描述(如速率)与矢量描述(如速度)。 一维、二维与三维运动: 详细分析了直线运动、平面运动(包括匀速圆周运动和抛体运动)的规律。特别强调了运动方程的建立和求解,例如在恒定加速度下的运动规律。 相对运动分析: 这是本部分的关键难点。系统讲解了不同参考系之间的坐标变换,包括平移参考系和旋转参考系。通过相对速度和相对加速度的公式推导,解释了科氏加速度和离心加速度的物理成因,这对分析旋转机械中的运动至关重要。 刚体运动学: 引入了刚体运动的描述,包括欧拉角(Euler Angles)的定义与局限性、转动的瞬时轴等概念,为后续的刚体动力学奠定数学基础。 第三部分:动力学——力、质量与运动的关系 动力学部分是全书的核心,它将静力学和运动学连接起来,探讨力和运动变化之间的内在联系。 质点动力学: 严格遵循牛顿第二定律($mathbf{F} = mmathbf{a}$)。通过对沿直线、平面和空间运动的质点进行分析,展示了如何建立运动微分方程。内容涵盖了变质量系统(如火箭推进)的动力学分析。 功与能原理: 引入保守力场和非保守力场。详细阐述了动能定理(Work-Energy Theorem)和机械能守恒定律。功的计算被系统地分解为线积分形式,强调了能量在物理系统分析中的普适性。 动量与冲量原理: 讨论了线性动量定理(Impulse-Momentum Theorem)和角动量定理(Angular Momentum Theorem)。对于瞬时冲击问题,冲量在分析中的重要性被凸显。特别关注了系统动量守恒的条件(外力合成为零)。 振动分析初步: 简要介绍了无阻尼和有阻尼的单自由度线性系统的自由振动问题,推导出特征方程和解的形式,主要关注振动周期和衰减特性,但不深入到复杂的非线性振动理论。 第四部分:分析力学——高级方法与原理 本部分是理论力学的升华,引入了更抽象、更通用的数学框架来解决力学问题,这些方法在场论、场论基础等前沿物理学领域具有重要意义。 拉格朗日力学(Lagrangian Mechanics): 约束与广义坐标: 详细讨论了约束的类型(完整约束与非完整约束),并系统地引入了广义坐标的概念,以简化复杂运动系统的描述。 拉格朗日方程的建立: 基于虚功原理和达朗贝尔原理(D'Alembert's Principle),推导出一阶和二阶拉格朗日方程。重点在于如何构造系统的拉格朗日量($L = T - V$,动能与势能之差)。 守恒量与诺特定理(Conservation Laws): 简要介绍诺特定理,解释了为何能量、动量和角动量是守恒的,这种守恒性与系统拉格朗日量在特定坐标下的对称性之间的深刻联系。 哈密顿力学简介(Hamiltonian Mechanics): 作为拉格朗日力学的进一步提升,本节引入了正则坐标和正则动量。 推导出哈密顿方程,强调了相空间(Phase Space)的概念,为更高级的分析方法(如量子力学基础)提供了桥梁。 教学特色与目标读者: 本书的叙述风格严谨、逻辑清晰,强调数学推导的完备性和物理图像的直观性。每章后都附有大量精心设计的例题和习题,涵盖了从基础计算到抽象分析的各个层面。 本书不涉及任何与化学过程、反应动力学、催化剂设计、流体流动(除非是刚体运动的特例)、热力学或化工过程控制相关的内容。其核心目标是为读者建立一个牢固的、基于经典物理定律的分析力学框架,使之能够准确描述和预测宏观物质世界的结构、运动和平衡状态。 适用对象: 物理学、机械工程、土木工程、航空航天工程、材料科学(结构分析部分)等专业本科生和研究生。特别适合需要扎实掌握经典力学原理,但学科焦点不集中于化学过程的理工科学生。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《反应工程原理》这本书,让我深刻体会到了“细节决定成败”这句话的真谛。在反应工程领域,任何一个看似微小的因素,都可能对整个反应过程产生巨大的影响。作者在讲解每一个概念时,都非常注重细节,并从多个角度进行深入剖析。我特别喜欢书中关于“停留时间分布”的讲解。我之前一直认为,反应器内的物料都会以相同的速率流过,但这本书告诉我,实际情况并非如此。不同路径、不同速度的流体在反应器内的停留时间是不同的,这种差异会影响反应的转化率和产物分布。作者通过引入“停留时间分布函数”等概念,并结合流体力学模型,详细解释了如何表征和控制这种分布,这让我对反应器内部的流动行为有了全新的认识。书中还详细阐述了“传热”在反应器设计中的重要性。对于放热反应,有效的传热是保证反应器安全和稳定的关键;对于吸热反应,充足的热量供应则是保证反应得以持续进行的必要条件。作者在书中提供了多种传热方式的设计和计算方法,并结合实例进行了说明,这让我能够更好地理解和处理反应器中的传热问题。

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这本书的知识密度很高,每一页都充满了作者的智慧和经验。我之前在学习化学反应器设计时,总觉得知识点零散,缺乏系统性。然而,《反应工程原理》这本书,以其清晰的逻辑结构和严谨的学术风格,将这些零散的知识点串联起来,形成了一个完整的知识体系。我尤其欣赏书中对“催化剂失效”问题的深入探讨。催化反应在工业生产中至关重要,但催化剂的失活往往是限制反应效率和经济效益的关键因素。这本书详细分析了催化剂失活的各种原因,比如积炭、中毒、烧结等,并提出了相应的预防和再生方法。这对于我理解和解决实际生产中的问题非常有帮助。书中还涉及了许多先进的反应器技术,比如微反应器、膜反应器等,这些技术在提高反应效率、选择性和安全性方面有着巨大的潜力。作者对这些技术的原理、特点和应用前景都做了详细的介绍,这让我对反应工程的未来发展有了更清晰的认识。总而言之,这本书不仅为我提供了扎实的反应工程基础知识,更让我看到了这个领域的前沿动态和发展趋势,为我今后的学习和研究指明了方向。

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《反应工程原理》这本书,在我看来,不仅仅是一本技术书籍,更是一本能够启迪思维的书。它以一种非常独特的方式,引导读者去思考“为什么”和“如何做”。我之前在学习化学反应动力学时,总是觉得很多概念很抽象,很难理解。但是,这本书通过大量的图示和类比,将抽象的概念变得生动形象。例如,在讲解“反应器效率”时,作者并没有仅仅给出一个定义,而是通过描绘不同反应器内部流体混合程度和停留时间分布的差异,直观地展示了效率低下的原因,以及如何通过改进设计来提高效率。我印象特别深刻的是书中关于“选择性”的讨论,它不仅仅是关于如何生成目标产物,更是关于如何抑制副反应,从而提高整体的经济效益和环保水平。作者通过分析不同反应途径的热力学和动力学差异,提出了多种提高选择性的策略,这让我受益匪浅。此外,书中还强调了“反馈控制”在反应器操作中的重要性,它不仅仅是维持稳定的操作条件,更是通过实时监测和调整,来优化反应过程,实现更高的收率和更低的能耗。这种系统性的思考方式,让我对反应工程有了更深层次的理解,不仅仅是将它看作是化学反应的发生场所,更是将其看作是一个复杂的、动态的系统。

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这本书真是让我大开眼界,完全颠覆了我之前对化学反应的一些固有认知。当我拿到《反应工程原理》这本书时,我并没有抱太大的期望,只是觉得作为一名化工专业的学生,读一读相关的经典教材是必然的。然而,它所呈现的内容,其深度和广度都远远超出了我的预料。书中对于反应动力学部分的讲解,不仅仅是停留在基础的速率方程和反应级数,而是深入到了机理的层面。作者通过大量的实例,从最简单的零级、一级、二级反应,到更复杂的平行反应、连续反应、非恒温反应,再到催化反应的微观机理,每一个部分都剖析得淋漓尽致。特别是关于活化能和熵变对反应速率影响的解释,不再是生硬的公式推导,而是辅以生动的类比和直观的图示,让我这个之前对热力学和动力学关系感到模糊的学生,茅塞顿开。我特别喜欢书中关于“过渡态理论”的论述,它不仅仅是介绍了一个概念,更是通过大量的实验数据和理论计算,展示了如何从微观粒子行为去理解宏观反应过程,这对于我今后设计和优化反应器有着至关重要的指导意义。此外,书中还涉及了许多前沿的研究方向,比如酶催化反应、光催化反应等,这些内容虽然我还没有完全消化,但已经让我看到了反应工程领域无限的可能性,激发了我深入研究的兴趣。总而言之,这本书为我打开了一扇通往更深层次化学反应世界的大门,让我对“原理”二字有了全新的认识,不再是枯燥的理论,而是蕴含着深刻的物理和化学意义。

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这本书的深度和广度,让我觉得它不仅仅是一本教材,更像是一部反应工程领域的百科全书。我一直对“反应工程”这个名字有些模糊的概念,觉得它只是一个笼统的领域。但通过阅读《反应工程原理》,我才真正理解了它的内涵。书中从最基础的化学反应动力学,到复杂的反应器设计与优化,再到催化剂的制备与应用,几乎涵盖了反应工程的方方面面。我尤其喜欢书中关于“反应器放大效应”的讨论,作者详细分析了从实验室小试到工业化大生产过程中,反应器尺寸改变对传质、传热、混合等因素的影响,并提出了相应的放大策略。这对于我进行工程项目的设计和实施有着极其重要的指导意义。书中还涉及了许多前沿的研究方向,比如微反应器技术、生物催化反应器等,这些内容让我看到了反应工程领域的无限发展潜力,也激发了我深入探索这些新技术的兴趣。此外,书中在数学建模和模拟方面也做了深入的介绍,它不仅展示了如何利用计算机来模拟反应器的行为,还分析了不同模型的优缺点以及适用范围,这对于我提高工程计算和分析能力非常有帮助。总而言之,这本书为我提供了一个全面而深刻的反应工程知识体系,让我对这个领域有了更清晰的认识,并为我今后的学习和工作打下了坚实的基础。

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坦白说,在阅读《反应工程原理》这本书之前,我一直认为反应工程是一门非常枯燥的学科,充满了各种公式和图表,让人望而生畏。但这本书彻底改变了我的看法。作者的写作风格非常平易近人,他用大量生动形象的比喻和贴近生活的例子,将那些看似高深的理论解释得通俗易懂。我特别喜欢书中关于“混合”的讲解,他并没有把混合简单地看作是一个物理过程,而是深入分析了混合程度对反应速率、产物分布甚至反应器稳定性的影响,并给出了量化的评估方法。这让我意识到,即使是看似简单的“搅拌”,在反应工程中也有着如此重要的意义。书中关于“反应器安全”的章节也让我受益匪浅,它详细阐述了反应过程中可能存在的风险,比如失控反应、爆炸等,并提出了相应的预防措施和应急预案。这对于我这样一个刚刚开始接触工程实践的学生来说,是极其重要的知识。此外,书中还涉及了许多经济学和环保方面的考虑,比如如何降低生产成本、减少污染物排放等,这让我认识到,反应工程师不仅要懂技术,还要具备全局观和责任感。总而言之,这本书让我体会到了反应工程的实用性和重要性,它不仅仅是一门科学,更是一门艺术,一门关乎生产安全、经济效益和社会效益的艺术。

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这本书的写作风格非常独特,它将严谨的学术理论与生动的工程实践巧妙地结合在一起,读起来既有深度又不乏趣味。我之前在学习化学反应工程时,总觉得理论与实践之间存在着鸿沟,很难找到连接点。但是,《反应工程原理》这本书,通过大量的案例分析和工程师的经验总结,让我看到了理论知识如何在实际生产中得到应用,以及工程实践中遇到的各种挑战。我印象特别深刻的是书中关于“反应器设计优化”的章节。作者并没有简单地给出设计公式,而是从经济性、安全性、环保性等多个维度,对反应器设计进行了全面的评估和优化。他详细分析了不同操作参数对反应器性能的影响,并提出了多种优化策略,比如调整进料方式、改进搅拌器设计、优化热交换器配置等。这让我认识到,反应器设计不仅仅是满足化学反应的需要,更是一个综合的工程优化过程。此外,书中还涉及了许多前沿的反应器技术,比如过程强化技术,如微通道反应器、超声波辅助反应等,这些技术在提高反应效率、降低能耗、减少污染物排放等方面具有巨大的潜力。作者对这些技术的原理、特点和应用前景都做了详细的介绍,这让我对反应工程的未来发展有了更清晰的认识,也激发了我深入探索这些新技术的热情。

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这本书的阅读体验,简直是一种享受,一种智识上的愉悦。我之前对反应工程的理解,大多来自于一些零散的文献和课堂笔记,总觉得不成体系。然而,《反应工程原理》这本书,以其严谨的学术态度和流畅的叙事风格,将我脑海中碎片化的知识点串联了起来,形成了一个完整而深刻的认知体系。作者在讲解每一个概念时,都力求追根溯源,探讨其背后的物理意义和数学模型。例如,在讲到“传质与反应耦合”时,作者并没有直接给出公式,而是先分析了反应物在气液、液固界面上的扩散过程,再结合反应速率,解释了为什么会存在“外部传质限制”和“内部传质限制”这些现象,以及它们对宏观反应速率的影响。这种深入浅出的讲解方式,让我不仅仅是“知道”,更是“理解”了。书中对于“非均相催化反应”的论述尤其精彩,它将催化剂的表面吸附、解吸、表面反应等一系列微观过程,与宏观反应速率紧密联系起来,并提出了多种模型来描述这些过程,这让我看到了理论研究在指导实际催化剂开发和反应器设计中的巨大作用。我还发现,这本书在数学建模方面也做得非常出色,它不仅介绍了常用的数学工具,还展示了如何利用这些工具来分析和预测反应器的性能。对于像我一样,希望将理论研究与工程实践相结合的读者来说,这本书无疑是一本宝贵的参考。

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阅读《反应工程原理》的过程,就像是在与一位经验丰富的导师对话,他能够清晰地解答我心中所有的疑问,并且能够预见我可能遇到的难题。我一直对“反应器选择”这个环节感到困惑,觉得不同的反应器好像各有优劣,很难做出最优选择。但是,这本书提供了非常系统化的分析方法。作者首先根据反应的特点,比如反应速率、传质传热要求、停留时间分布要求等,将反应器分门别类,然后详细对比了各种反应器的优缺点,并给出了具体的选择准则。我特别喜欢书中关于“多相反应器”的章节,它详细阐述了气-液、气-固、液-液、液-固等不同相态组合下的反应器设计和操作要点,并结合了大量的工业实例,让我能够将理论知识与实际应用紧密结合。此外,书中在“反应器模拟与优化”方面也做了深入的介绍,它不仅仅是展示了如何进行模拟,更是分析了不同模型参数对模拟结果的影响,以及如何通过优化模拟参数来达到最佳的反应效果。这种深入的分析,让我对反应器设计和优化有了更全面的认识,不再是简单的经验主义,而是基于科学的定量分析。

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说实话,一开始拿到《反应工程原理》这本书,我有些被它的厚度和内容所震撼,心想这得花多少时间和精力去啃呢?但抱着学习的态度翻开目录,才发现这本书的编排逻辑非常清晰,而且作者在讲解复杂概念时,总能找到巧妙的角度,让我这种初学者也能逐渐理解。我最欣赏的一点是,它并没有一味地灌输公式和理论,而是非常注重实际应用。书中穿插了大量的工业案例分析,从石油化工到制药,从材料合成到环境保护,几乎涵盖了所有能用得上反应工程知识的领域。这些案例不仅让我看到了理论知识如何转化为生产力,更让我体会到在实际工程中,需要考虑的因素远比书本上复杂得多,比如传质、传热、反应器结垢、催化剂失活等等。这些问题在书中都有提及,并且提供了相应的分析方法和解决思路。我尤其对书中关于“反应器类型选择”的章节印象深刻,作者详细对比了釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器等不同类型的优缺点,并结合不同的反应特点,给出了选择上的建议,这对于我未来进行项目设计非常有帮助。另外,书中还探讨了如何通过优化操作参数来提高反应效率和选择性,比如温度、压力、停留时间、原料配比等,这些都是工程实践中非常关键的环节。总的来说,这本书就像一个经验丰富的工程师,带着你一步步走进工业生产的现场,让你在理论学习的同时,也能感受到工程的魅力和挑战。

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