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出版者:7-122

作者:徐瑛

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2007-8

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787122008077

丛书系列:

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• 工科化学
• 化学
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• 材料化学
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工业化学原理与应用：现代化学工程的基石 图书简介 《工业化学原理与应用》是一本全面深入探讨现代化学工业核心概念、基本原理及其广泛应用的综合性教材与参考手册。本书旨在为化学工程、材料科学、能源科学以及相关交叉学科的本科生、研究生以及行业专业人士提供一个系统、严谨且与时俱进的学习框架，以理解和掌握驱动当今工业生产和技术创新的化学基础。 第一部分：化学工程基础与热力学驱动力 本书的开篇部分聚焦于为理解工业过程奠定坚实的理论基础。我们从化学工程的基本概念和历史演变入手，明确化学工程作为一门涉及物质、能量和动量传递的学科定位。随后，深入探讨化学热力学在工业过程中的核心作用。这不仅包括相平衡、化学平衡的定量分析，更重要的是，如何应用热力学第二定律来评估过程的自发性、计算最大可用功（“㶲”分析），以及指导反应器设计的能量平衡。详细阐述了多组分体系的热力学，包括活度和逸度概念的实际应用，为理解复杂反应体系中的相态转变和反应方向提供了关键工具。此外，本书对化学反应动力学进行了详尽的介绍，涵盖了从基本速率定律、反应级数确定，到催化剂作用机制的深入分析。特别强调了非均相催化动力学（如朗缪尔-欣什伍德模型）在石油化工和精细化工中的应用。 第二部分：过程传递现象——化学工程的支柱 本部分是本书的核心内容，系统地介绍了化学工程的三大传递现象：动量、热量和质量传递。 动量传递与流体力学： 详细阐述了流体在管道、设备中输运的规律。内容包括牛顿流体与非牛顿流体、雷诺数的物理意义、层流与湍流的判定，以及伯努利方程的实际修正与应用。对于设备设计而言，详细讨论了泵、压缩机、混合器等关键设备的选型与性能评估，重点分析了流体阻力计算和多相流动的复杂性。 热量传递： 覆盖了传导、对流和辐射三种基本模式的数学描述和工程应用。特别关注了强化传热技术，如使用翅片管、折流板的设计，以及在换热器网络综合（HEN）中的应用，旨在实现高效的能源回收和最低的运行成本。详细分析了复杂几何形状下的边界条件处理。 质量传递与分离过程： 这一部分是连接反应与最终产品提纯的关键。从菲克扩散定律出发，系统推导了气-液、液-液、固-液体系中的传质机理。重点介绍了单元分离操作的原理、设计与操作优化，包括： 精馏理论： 费霄原理、McCabe-Thiele 图解法、全塔效率计算，以及适用于苛刻体系（如共沸、萃取精馏）的进阶技术。 吸收与汽提： 传质系数的确定与塔设备的尺寸设计。 萃取、结晶与膜分离技术： 对新型、低能耗分离技术的原理和应用前景进行了深入探讨。 第三部分：反应器工程与过程控制 本部分将理论基础与实际生产紧密结合，聚焦于如何设计、操作和优化化学反应设备。 理想反应器分析： 详细分析了间歇反应器（Batch）、连续搅拌釜式反应器（CSTR）和活塞流反应器（PFR）的物料衡算和能量衡算，并探讨了非等温、多反应体系下的设计挑战。 催化剂与反应器优化： 深入剖析了多相催化反应器的特点，如固定床、流化床的设计要点，以及如何处理反应器内的热点问题和催化剂失活现象。 过程控制与安全： 阐述了过程自动化和控制的基础，包括反馈控制、前馈控制的基本回路，以及如何利用传递函数模型来分析系统的动态响应。同时，强调了化学过程的固有安全设计理念和风险评估方法。 第四部分：新兴领域与可持续化学工程 为了适应现代工业对效率、环境友好性的更高要求，本书的最后一部分关注了前沿技术和可持续发展。 绿色化学与原子经济性： 探讨了如何从源头上减少废物、降低能耗的设计策略，以及催化剂在实现高选择性反应中的关键作用。 过程强化（Process Intensification, PI）： 介绍了微反应器技术、反应精馏、旋转填充床等新型设备在提高生产效率和安全性能方面的潜力。 能源化学工程： 结合当前全球能源转型需求，分析了燃料电池、生物燃料生产（如生物柴油的酯交换反应与分离）、以及碳捕获与利用（CCU）过程中的化学工程挑战。 本书特色： 《工业化学原理与应用》的叙事逻辑清晰，从微观的分子作用力，过渡到宏观的设备设计与工厂操作。每章均配有大量的工程实例分析，例如某大型乙烯裂解装置的换热网络优化、药物中间体的连续结晶工艺设计等，确保理论知识能直接转化为解决实际工程问题的能力。书中包含了大量标准化的数据表格和计算图表，便于读者快速查找和应用。本书不仅是严肃的学术著作，更是工程师案头不可或缺的实用工具书。

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这本书的排版和校对质量达到了令人称赞的水平，这在动辄数以千计的公式和符号的书籍中尤为难得。我注意到，书中的希腊字母、上下标以及各种字体变化都保持了高度的一致性和清晰度，这极大地减少了阅读过程中的认知负荷。例如，在区分吉布斯自由能（$G$）和焓变（$H$）时，作者对符号的粗细和字体风格的拿捏非常到位，使得公式的辨识度极高。此外，书本的装订质量也相当可靠，即便是频繁翻阅某一特定章节进行对照学习，书页也没有出现松动或磨损的迹象，这体现了出版方对学术严肃性的尊重。从阅读体验的角度来看，良好的物理属性是保证学习效率的基础，这本书在这方面做得无可挑剔。它让我能够专注于化学的深度和广度，而不用去担心阅读体验上的任何瑕疵，这对于长时间的深度学习来说，是至关重要的软实力。

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我不得不提一下这本书在习题设计上的独到之处。市面上很多教材的习题往往是课本内容的简单重复，换汤不换药，但这本书的习题则明显高出了一个层次。它们的设计初衷似乎不是为了考核记忆，而是为了锻炼读者的分析和解决问题的综合能力。很多题目需要读者综合运用好几个章节的知识点才能求解，比如一道关于多级反应动力学的题目，它要求你不仅要理解级数反应的积分形式，还要结合热力学数据来判断反应的优势路径，这无疑是对知识融会贯通能力的极大考验。更妙的是，书的后部附带了详细的解题步骤和思路解析，但作者的解析方式非常巧妙，它不会直接给出最终答案，而是引导你一步步构建起解决问题的框架，让你在“豁然开朗”的那一刻，真正理解了知识的迁移和应用。对于自学者来说，这种由浅入深、层层递进的习题设计，是检验学习成果、查漏补缺的最佳工具，它成功地架起了理论学习与工程实践之间的鸿沟。

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作为一名偏向应用领域的学生，我对书中涉及的计算方法和模型应用给予高度评价。这本书在处理非理想溶液和化学反应器设计这两个关键领域时，展现了极高的前瞻性和实用性。它没有回避化学计量学在复杂体系中的局限性，而是直接引入了分子模拟和统计热力学的一些基础概念，尽管这些内容被处理得非常精炼，但足以让读者对现代化学计算方法有一个初步的认识。尤其是在反应器部分，作者清晰地阐述了连续搅拌釜式反应器（CSTR）和管式反应器（PFR）的设计方程推导过程，并对比了它们在不同反应条件下的优劣势，这对于未来进行工艺流程设计至关重要。书中引用的案例大多来源于高附加值的精细化工领域，而不是陈旧的初级化工生产流程，这让读者在学习过程中就能感受到自己所掌握的知识是与时俱进的，充满活力和前沿气息。它给我的感觉，更像是一本面向未来工程师的“工具箱”，而不是仅仅停留在基础知识的罗列。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面的那种深邃的蓝色调，配上烫金的字体，整体感觉就透着一股严谨又充满现代感的专业气息。刚拿到手的时候，我还特意翻了翻目录，发现它在内容组织上采用了非常清晰的逻辑结构，从基础的原子结构和化学键理论讲起，逐步过渡到热力学、反应动力学，最后还涉及了一些前沿的材料化学和环境化学的应用案例。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的详略得当的笔法，不像有些教科书那样一上来就堆砌复杂的公式，而是先用通俗的语言勾勒出核心思想，再辅以必要的数学推导，这对于初学者来说无疑是极大的友好。特别是关于化学平衡的部分，作者不仅详细阐述了勒夏特列原理，还通过几个经典的工业生产过程实例，生动地展示了如何通过调控温度和压力来优化反应产率，这种理论与实践紧密结合的叙述方式，极大地激发了我深入学习的兴趣。而且，书中的插图和图表制作得非常精美且信息量大，每一个示意图都精准地描绘了微观层面的变化，比纯文字描述要直观得多。总的来说，从视觉体验到内容编排，这本书都展现出了极高的专业水准和匠心独运的设计感。

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这本书的语言风格可以说是非常“干货”满满，几乎没有一句废话，每一段文字都直奔主题，信息密度高得令人咋舌。我花了整整一个下午的时间研读了其中关于相图分析的那一章，感觉收获比我之前啃好几本相关参考书加起来还要多。作者似乎对化工领域中遇到的实际问题有着深刻的洞察力，他没有停留在纯理论的推导上，而是大量引用了工程实例来佐证理论的有效性。举个例子，在讲解活化能和反应速率常数的关系时，他不仅仅给出了阿伦尼乌斯方程，还详细分析了催化剂如何通过降低反应过渡态的能量来实现加速反应的目的，这对于理解催化反应机理至关重要。更让我印象深刻的是，书中穿插的一些历史回顾和关键人物介绍，虽然篇幅不长，但却为冰冷的化学定律增添了一抹人文色彩，让我体会到科学发现背后的艰辛与伟大。阅读体验上，虽然文字紧凑，但由于逻辑链条构建得极其严密，即便是在处理复杂的计算题时，思路也总能被引导着向前推进，很少出现思维卡壳的窘境。这绝对是一本需要慢读、细品的硬核教材。

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