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页数:102

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出版时间:2010-7

价格:15.00元

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isbn号码:9787122084736

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• 化工原理
• 实验
• 化学工程
• 化工实验
• 高等教育
• 理工科
• 大学教材
• 实验指导
• 工程化学
• 应用化学

深入理解与实践：现代化学工程核心课程精选 本书简介 本书汇集了当代化学工程领域中几门核心且极具应用价值的课程的精要内容与前沿进展，旨在为工程学子、研究人员以及行业专业人士提供一本全面、深入且注重实践的参考读物。全书结构严谨，内容涵盖面广，力求在理论深度与工程应用之间搭建起坚实的桥梁。 第一部分：流体力学与传递现象的精微解析 本部分聚焦于化学工程的基石——流体力学和传递现象。我们不再满足于基础的牛顿定律或简单的物质衡算，而是深入探讨了复杂流体（如高分子溶液、悬浮液、乳液）的非牛顿行为、湍流模型（如 $k-epsilon$ 模型、RANS 方程的实际应用）以及微尺度流体输运的特性。 章节亮点包括： 复杂流体的本构关系与模型建立： 详述了剪切变稀、胀流、触变等现象背后的微观机理，并对比了幂律模型、宾汉体模型以及更高级的流变学模型（如Carreau-Yasuda模型）在不同工业过程中的适用性与局限性。 多相流动的耦合效应： 重点分析了气-液、液-液、固-液体系中的界面传递、相间动量交换以及相间质量/能量传递的跨尺度建模。特别是对鼓泡塔、填料塔和循环流化床中的气泡动力学和颗粒床阻力特性进行了详细的数值模拟与实验验证的交叉论述。 强化传热技术的新进展： 超越传统的管壳式换热器，深入讲解了微通道换热器、旋转填料换热器等高效传热设备的设计原理，并讨论了在强换热条件下流体热物理性质变化对传递效率的影响。 第二部分：热力学基础的高级拓展与应用 本部分旨在突破经典热力学的边界，将重点放在了现代化工系统所需的精确计算和新材料体系的性质预测上。 核心内容涵盖： 化学平衡的深度计算： 不仅包括传统的气液平衡（VLE），更侧重于复杂体系（如高压、电解质溶液、共沸与萃取精馏体系）的精确相平衡数据回归方法（如 NRTL, UNIQUAC, PC-SAFT 模型）的参数化过程和不确定度分析。 反应热力学与非理想混合物： 对混合物的偏摩尔量、残余量进行了详尽的阐述，特别是针对超临界流体溶解度和溶解过程的吉布斯自由能计算。书中包含了大量关于CO2作为萃取剂在绿色化学过程中的热力学数据和计算实例。 统计力学在化工中的桥接： 介绍了如何利用分子模拟方法（如蒙特卡洛、分子动力学）来预测组分的输运性质和平衡性质，为缺乏实验数据的复杂化学品提供可靠的输入参数。 第三部分：反应工程学——从动力学到过程放大 反应工程是连接分子世界与宏观生产的关键环节。本部分强调反应器设计不仅仅是“放热量”和“停留时间”的问题，而是一个涉及动力学、催化剂设计与过程强化的系统工程。 关键论述点： 多相催化反应的界面控制： 详细分析了固-液、气-固、气-液-固三相反应器中的质量/能量传递限制对宏观反应速率的调控作用。引入了佩克雷数（Peclet Number）和本征动力学之间的关系判断准则。 非均相反应动力学解析： 重点讲解了如何从实验数据中剥离出真实的表面反应速率，如何处理催化剂孔隙结构对扩散效应的影响（如韦伯数、雷希特数），并对分子筛、负载型催化剂的活性位点进行了分类讨论。 先进反应器概念： 探讨了微反应器（Microreactors）在快速放热反应中的优势，以及膜反应器（Membrane Reactors）在热力学限制反应中实现平衡转化的策略。书中提供了详细的放大效应分析框架（Scale-up Methodology）。 第四部分：过程控制与优化——智能制造的实现路径 现代化工装置的稳定运行和经济效益高度依赖于先进的过程控制策略。本部分将理论控制与工业实践紧密结合。 内容特色： 先进过程控制（APC）技术： 深入讲解了基于模型的预测控制（MPC）的核心算法，包括系统辨识（如ARX、ARMAX模型）、约束处理和优化求解器在实时控制中的应用。书中通过多个实际化工流程（如精馏塔、CSTR串联）的案例演示了MPC的性能优势。 过程安全与可靠性分析： 涵盖了HAZOP分析、事件树/故障树分析在设计阶段的应用，以及实时状态监测（Soft Sensors）在早期预警系统中的构建方法。 过程集成与优化： 阐述了过程网络综合（Pinch Technology）在能源效率提升中的作用，以及如何利用数学规划（线性规划、非线性规划）对全流程进行经济性优化，实现操作成本和环境影响的最小化。 全书配有大量精选的工程案例、真实的工业数据和可供验证的数值计算方法，旨在培养读者从现象观察、机理分析到工程设计与优化决策的完整能力。本书适合作为高年级本科生和研究生的高级专业课程教材，也是化工工程师进行技术升级和解决复杂工程问题的有力工具书。

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这本书的价值，我认为远远超出了一个单纯的实验指导书的范畴。它更像是一本浓缩了多年一线工程师经验的“工具箱”。我发现其中有几页专门讨论了不同类型反应器内壁结垢对传热效率的影响趋势分析，这绝对是课堂上很难接触到的实际问题。作者不仅描述了现象，还给出了基于工程经验的初步判断方法，这对于我们这些即将踏入工业界的人来说，提供了宝贵的“工程直觉”。我甚至打算把这本书放在办公桌上，而不是书架上，因为很多参数的查找、计算方法的快速回顾，都可以直接从这本书中得到指引。它不仅仅是教材，更像是我们实验室角落里那个最值得信赖的“老专家”，随时准备提供最扎实的支持。

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这本书的封面设计确实很吸引人，那种深邃的蓝色调和简洁的排版，一下子就给人一种专业、严谨的感觉。我刚拿到手的时候，花了不少时间研究里面的插图和图表。那些流程图，画得特别细致，每一个单元操作的连接点都标注得清清楚楚，即便是初次接触这些复杂工艺流程的新手，也能很快把握住整体的脉络。特别是关于热力学平衡部分的示意图，它没有采用那种教科书上千篇一律的简化模型，而是加入了更多实际工业设备的气动图示，这让整个理论体系立刻变得“活”了起来，不再是纸上谈兵。我记得有一张关于精馏塔内部构件的剖面图，细节丰富到连塔盘上的驼峰尺寸和填料的排列密度都有所提及，这种对工程细节的尊重，在很多同类书籍中是很少见的，它真正体现了“实践出真知”的理念，让我对后续实验操作的预期值大大提高。

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从排版和语言风格上来说，这本书展现出一种沉稳而又不失活泼的学术气质。作者的遣词造句非常精准，没有多余的冗词赘述，所有的描述都直奔主题，逻辑链条清晰到几乎不需要二次思考。但在描述那些复杂的现象时，比如多相流的现象学解释，作者又会巧妙地穿插一些形象的比喻，使得那些抽象的概念瞬间具象化。这种平衡感把握得非常好——既有工科的硬朗，又不失科普的易懂性。我尤其欣赏它在安全操作规程部分的表述，不是那种冷冰冰的警告口号，而是结合了具体的事故案例来阐述规范的重要性，读起来让人心头一凛，真正体会到“安全是化工的生命线”这句话的分量，让人在操作前就将敬畏之心融入每一个步骤之中。

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翻开目录，我立刻被它详尽的实验项目列表给震撼到了。这完全不是那种只停留在基础验证层面的实验手册。它涵盖了从基础的流体力学测试，到复杂的反应动力学测定，再到高级的传质与分离过程优化，几乎把化工领域的核心单元操作都囊括进去了。更令人称道的是，每一个实验的描述都极为严谨，不仅有详细的步骤指引，更有对实验目的的深度剖析，让你在动手之前，就能清晰地理解“为什么要做这个实验”以及“这个实验能揭示哪些本质规律”。例如，在关于非等温反应器控制的实验部分，它不仅要求记录温度和转化率，还要求分析不同冷却介质流量变化对温度梯度分布的影响，这种对变量控制的深度挖掘，无疑能极大地锻炼读者的实验设计和数据分析能力，远远超出了简单“学会操作”的范畴，直指“理解原理并优化过程”的高阶目标。

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我特别关注了书中关于数据处理和误差分析的那一章。这部分内容写得可以说是教科书级别的严谨，但又非常贴近实际研究生的工作场景。它没有简单地罗列几个公式，而是详细讲解了如何应用最小二乘法、如何进行系统误差和随机误差的区分，甚至还提供了针对特定化工数据的推荐拟合模型。最让我感到惊喜的是，书中居然还穿插了几个关于“如何写一份高质量的实验报告”的建议，强调了数据可视化、结果的可靠性阐述和工程意义的提炼，这对于我们这些常常在报告撰写上感到迷茫的学生来说，简直是雪中送炭。它不仅仅是教你如何跑实验，更是在培养一种科学的、规范的工程研究习惯，这种对“过程规范性”的强调，是很多偏重理论推导的教材所忽略的宝贵财富。

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