The Engineering of Chemical Reactions (Topics in Chemical Engineering) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Lanny D. Schmidt

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:2004-08-12

价格:USD 130.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195169256

丛书系列:

图书标签:

textbook
Chemical Reactions
Chemical Engineering
Reaction Engineering
Catalysis
Kinetics
Reactor Design
Process Design
Industrial Chemistry
Mass Transfer
Thermodynamics

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具体描述

This book is designed for core courses in chemical reactor engineering, chemical reactor design and kinetics in upper level undergraduate chemical engineering. It focuses explicitly on developing ideas necessary to design a chemical reactor for any application, including chemical production, materials processing and environmental modeling. It covers the fundamentals of describing and designing chemical processes, considering reactor type, product selectivity and yield, heat management, and mass transfer. The text is part of "Topics in Chemical Engineering" series.

《化学反应工程概论》本书旨在为化学工程及相关领域的学生和专业人士提供一个全面而深入的化学反应工程基础知识体系。化学反应是许多工业过程的核心，理解并优化这些反应是实现高效、经济且环境友好的生产的关键。本书聚焦于化学反应在工程实践中的应用，从理论原理到实际操作，层层递进，引导读者掌握设计、分析和控制化学反应器的能力。核心内容概览：反应动力学基础：本书首先从反应速率方程、反应机理、表观速率常数和真实速率常数等基本概念入手，深入探讨了各种反应物浓度、温度、催化剂等因素对反应速率的影响。通过大量的实例分析，读者将理解如何通过实验数据来确定反应动力学模型，并学习如何利用这些模型预测反应在不同条件下的行为。特别地，本书详细介绍了同相反应和多相反应的动力学差异，以及如何处理复杂反应体系。理想反应器模型：在此基础上，本书引入了化学反应器设计中的核心概念——理想反应器模型，包括间歇反应器（Batch Reactor）、连续流动反应器（CSTR）和管式反应器（PFR）。对于每种理想反应器，本书都详细推导了其设计方程，并演示了如何利用动力学模型和设计方程来计算反应器的容积、停留时间以及转化率。通过对理想反应器的深入理解，读者将为后续的非理想反应器分析打下坚实基础。非理想反应器与流体混合：现实世界中的反应器很少是理想的。本书随后将重点放在非理想反应器的行为上，深入探讨了返混（Backmixing）和死区（Dead Zones）等现象对反应器性能的影响。通过引入如时间分布函数（RTD）等概念，读者将学会如何表征和量化非理想反应器的流体行为，并理解如何通过合理的反应器设计和操作来优化混合效率，最小化非理想效应。催化反应工程：催化剂在现代化学工业中扮演着至关重要的角色。本书将花费大量篇幅介绍催化反应的特点和工程问题。内容涵盖了多相催化反应的机理，如吸附、表面反应和脱附，以及如何将催化剂的表面特性与宏观反应速率联系起来。重点将放在多相催化反应器的设计，包括床层反应器（Fixed-bed Reactor）、流化床反应器（Fluidized-bed Reactor）和移动床反应器（Moving-bed Reactor）等，以及如何考虑传质和传热在催化反应中的影响。传热与传质在反应器中的耦合：化学反应通常伴随着热量的产生或吸收，同时反应物和产物的扩散过程也对反应速率和选择性产生显著影响。本书将深入分析传热和传质在反应器设计中的重要性，推导并应用能量守恒方程和质量守恒方程，以考虑温度分布和浓度分布对反应速率的影响。读者将学习如何计算反应器的传热面积，并设计有效的冷却或加热系统，以维持最佳反应温度。复杂反应器系统：除了基本的反应器类型，本书还将介绍一些更复杂的反应器系统，例如多管式反应器、多级反应器以及反应-吸收耦合系统等。通过对这些系统的分析，读者将能够应对更具挑战性的工业生产问题，学会如何根据工艺需求选择最合适的反应器配置。反应器优化与放大：实现经济高效的生产离不开反应器的优化。本书将介绍各种优化策略，包括选择性控制、副产物抑制以及提高收率的途径。同时，本书也将探讨反应器从实验室规模放大到工业生产规模时可能遇到的工程挑战，如混合、传热和安全问题，并提供相应的解决思路。过程安全与环境考量：在化学反应工程领域，安全生产和环境保护是不可忽视的要素。本书将在相关章节中融入对反应器安全设计的讨论，包括如何评估和控制反应风险，以及如何处理和减少工艺过程中的污染物排放。学习价值：通过学习本书，读者将能够：理解化学反应的基本原理及其在工程中的应用。掌握各种化学反应器的设计方程和性能预测方法。分析和解决非理想反应器行为带来的工程问题。深入理解催化反应的机理以及多相催化反应器的设计。评估和解决反应器中的传热和传质问题。掌握反应器优化和放大设计的基本原则。认识到过程安全和环境因素在化学反应工程中的重要性。本书内容结构清晰，理论与实践相结合，配以大量的图表、公式推导和算例分析，旨在帮助读者扎实掌握化学反应工程的核心知识，为他们在化学工业及相关领域的学习、研究和工作奠定坚实的基础。