化工原理(上册)

化工原理(上册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:蒋维钧
出品人:
页数:701
译者:
出版时间:1992-12
价格:19.80
装帧:平装
isbn号码:9787302010487
丛书系列:
图书标签:
  • 专业书籍
  • 化工原理
  • 化工基础
  • 传热
  • 流体
  • 分离
  • 化学工程
  • 工业化学
  • 高等教育
  • 本科教材
  • 理工科
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具体描述

内容摘要

本书为清华大学一类课“化工原理”的教材,在清华大学化工系和环境

系等使用多年。

全书分上、下两册。上册包括流体流动、流体输送机械、流体流过颗粒

和颗粒层的流动、非均相混合物的分离、传热和蒸发等6章。书末有26个

附录;下册包括传质分离过程概论、吸收、蒸馏、气液传质设备、液液萃取、

干燥和吸附分离等7章。

本教材与“化工原理”课的实验教材《化工原理实验》一起出版,可以配

套使用,也可以单独选用。

读者对象:高等院校化工、生物化工、环境和材料等专业的师生,以及

上述专业从事设计、开发和运行的科技人员。

《精细化工过程控制》 书籍简介 本书系统阐述了精细化工过程控制的基本原理、核心技术与应用实践,旨在为化工专业的学生、科研人员以及工程技术人员提供一套全面而深入的知识体系。全书围绕“控制”这一核心概念,由浅入深地探讨了现代化工生产中实现高效率、高品质、高安全性的关键要素。 第一部分:过程控制基础 本部分奠定了精细化工过程控制的理论基石。首先,从化工生产的视角出发,详细介绍了过程变量的特性,包括温度、压力、流量、液位、浓度等,以及它们在化工生产中的重要性及其内在联系。在此基础上,系统梳理了过程的动态特性,重点讲解了线性系统中的基本动态模型,如比例(P)、积分(I)、微分(D)环节的数学描述及其对过程响应的影响。书中包含了大量实际化工装置中常见的典型过程模型,例如带有延迟和一阶惯性的传热过程、二阶惯性系统等,并通过案例分析说明如何根据实际数据辨识和建立这些模型。 接着,本书深入探讨了自动控制的基本原理。从开环控制和闭环控制的比较入手,清晰地阐述了反馈控制的优势及其在消除扰动、提高系统稳定性和精确性方面的作用。特别地,针对精细化工过程的复杂性,详细介绍了比例-积分-微分(PID)控制算法及其在实际应用中的各种改进策略,如抗积分饱和、增量式PID、模糊PID、自适应PID等,并结合实例分析了不同算法的适用场景和优缺点。还介绍了前馈控制、串级控制、比值控制、前馈-反馈组合控制等先进控制策略,阐释了它们在克服纯反馈控制的滞后性、提高控制性能方面的独特价值。 第二部分:先进控制技术与优化 本部分聚焦于更高级的控制技术,以应对精细化工过程中日益增长的复杂性和对性能的更高要求。首先,介绍了状态空间法这一强大的现代控制理论工具,包括状态方程、输出方程的建立,以及可控性、可观测性等概念,并阐述了如何利用这些理论设计最优控制器,如线性二次型调节器(LQR)。 随后,本书详细讲解了模型预测控制(MPC)这一在精细化工领域应用最为广泛的先进控制技术。从MPC的基本原理出发,阐述了其核心思想——利用过程模型对未来进行预测,并基于此优化控制器的输出。书中详细介绍了MPC的组成部分,包括预测模型、优化问题、滚动优化和控制律更新等,并重点分析了MPC在处理多变量耦合系统、约束优化以及预测性控制方面的强大能力。通过多个典型的精细化工装置(如反应器、精馏塔、换热网络等)的MPC应用案例,展示了MPC如何显著提升产品的收率、质量和生产效率,并降低能耗。 此外,本部分还涵盖了其他重要的先进控制技术,如模糊逻辑控制、神经网络控制及其在化工过程中的应用。探讨了如何利用模糊逻辑处理具有不确定性或难以建立精确数学模型的过程,以及如何利用神经网络的学习能力来逼近复杂的非线性动态。 第三部分:安全与可靠性控制 精细化工生产的安全和可靠性是重中之重。本部分专门探讨了与安全相关的控制技术。首先,介绍了过程安全管理(PSM)的基本概念,以及控制系统在PSM中的关键作用。重点讲解了安全仪表系统(SIS)的设计原则和功能,包括独立保护层(IPL)、风险评估、功能安全等级(SIL)的确定与实现,以及SIS在防止重大事故发生中的核心地位。书中详细介绍了用于安全联锁的逻辑和执行器,并分析了SIS的可靠性设计和验证方法。 其次,本书探讨了故障诊断与容错控制。阐述了如何通过监测过程变量的异常模式来检测设备或控制器的故障,并介绍了常用的故障诊断方法,如基于模型的诊断、基于数据的诊断以及专家系统诊断。在此基础上,介绍了容错控制的概念,即在发生部分故障时,仍能保持过程运行或平稳停车的控制策略,并通过案例展示了如何设计和实现容错控制器。 第四部分:系统集成与应用案例 本部分将理论与实践相结合,展示了精细化工过程控制的系统集成和实际应用。介绍了分布式控制系统(DCS)和可编程逻辑控制器(PLC)在现代化工自动化中的应用,以及它们如何实现对复杂生产过程的统一监控和管理。讨论了现场仪表、执行机构、通信网络等硬件设备在控制系统中的作用以及它们的技术发展趋势。 最后,本书选取了多个精细化工领域的典型应用案例进行深入分析,包括: 化学反应器控制:聚焦于反应温度、压力、组分浓度等关键变量的精确控制,以优化反应收率和选择性。 精馏过程控制:阐述了如何实现塔顶、塔底产品纯度的稳定控制,以及如何通过优化操作参数降低能耗。 结晶与干燥过程控制:探讨了如何控制晶体粒径分布、产品水分含量等关键质量指标。 传热与流体输送系统控制:分析了如何实现高效的能源利用和稳定的物料输送。 通过这些案例,读者可以更直观地理解本书所介绍的控制原理和技术在实际生产中的价值和应用效果。 总而言之,《精细化工过程控制》是一本内容详实、理论与实践并重的专业著作,它不仅能够帮助读者建立扎实的化工过程控制理论基础,更能引导读者掌握解决实际生产问题的高级控制技术,从而为推动精细化工行业的自动化、智能化和绿色化发展贡献力量。

作者简介

目录信息

目录
绪论
第一章 流体流动
第一节 流体流动中的作用力
1-1-1 积力和密度
1-2-2 力和静压强
1-1-3 力、剪应力和粘度
第二节 流体静力学基本方程
1-2-1 流体静力学基本方程
1-2-2 流体静力学基本方程的应用
1-2-3 流体在离心力场内的静力学平衡
第三节 流体流动的基本方程
1-3-1 概述
1-3-2 连续性方程式
1-3-3 柏努利方程式
1-3-4 柏努利方程式的另一种推导方法
1-3-5 柏努利方程式的应用
第四节 流体流动现象
1-4-1 两种流动型态和雷诺准数
1-4-2 管内层流与湍流的比较
1-4-3 边界层概念
第五节 管内流动的阻力损失
1-5-1 阻力损失及计算通式
1-5-2 圆形直管内层流流动的阻力损失
1-5-3 因次分析法
1-5-4 圆型直管内湍流流动的阻力损失
1-5-5 流体在非圆形管道内流动的阻力损失
1-5-6 局部阻力损失
1-5-7 伴有传热过程的流动阻力损失计算
1-5-8 可压缩流体流动的阻力损失计算
第六节 管路计算
1-6-1 管路计算的类型和基本方法
1-6-2 简单管路的计算
1-6-3 复杂管路的计算
1-6-4 阻力对管内流动的影响
第七节 流速和流量的测量
1-7-1 测速管
1-7-2 孔板流量计和文丘里流量计
1-7-3 转子流量计
第八节 非牛顿型流体的流动
1-8-1 乘方规律流体
1-8-2 乘方规律流体管内流动的阻力损失
习题
思考题
第一章符号说明
参考文献
第二章 流体输送机械
第一节 离心泵
2-1-1 离心泵的工作原理及主要构件
2-1-2 离心泵的基本方程式
2-1-3 离心泵的主要性能参数
2-1-4 离心泵的特性曲线
2-1-5 离心泵的安装高度
2-1-6 离心泵的工作点与流量调节
2-1-7 离心泵的组合操作
2-1-8 离心泵的类型和选用
第二节 往复泵
2-2-1 往复泵的工作原理
2-2-2 往复泵的输液量和流量调节
第三节 其它类型的化工用泵
第四节 气体输送机械
2-4-1 离心式通风机
2-4-2 离心鼓风机和压缩机
2-4-3 旋转鼓风机和压缩机
2-4-4 往复压缩机
2-4-5 真空泵
习题
思考题
第二章符号说明
参考文献
第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动
第一节 流体流过颗粒的流动
3-1-1 单颗粒的几何特性参数
3-1-2 曳力与曳力系数
3-1-3 流体流过球形颗粒
3-1-4 流体流过其它形状规则的颗粒(圆柱与圆片)
3-1-5 流体流过形状不规则的颗粒
第二节 颗粒在流体中的流动
3-2-1 重力沉降
3-2-2 离心沉降
第三节 流体流过颗粒床层的流动
3-3-1 混合颗粒的几何特性
3-3-2 颗粒床层的几何特性
3-3-3 流体通过颗料固定床的压强降
第四节 固体流态化
3-4-1 流态化过程
3-4-2 流化床的流化类型与不正常现象
3-4-3 流化床的主要特性
3-4-4 流化床的操作范围
3-4-5 流化床的直径与高度
3-4-6 流化质量及改善流化质量的措施
3-4-7 气流输送
习题
思考题
第三章符号说明
参考文献
第四章 非均相混合物的分离
概述
第一节 沉降
4-1-1 沉降分离的一般原理
4-1-2 重力沉降分离
4-1-3 离心沉降分离
4-1-4 电沉降――电除尘器
第二节 过滤
4-2-1 概述
4-2-2 过滤设备
4-2-3 过滤过程计算的理论基础
4-2-4 过滤机生产能力的计算
第三节 其它分离方法
4-3-1 惯性分离器
4-3-2 湿法除尘器
4-3-3 分离方法的选择
习题
思考题
第四章符号说明
参考文献
第五章 传热
第一节 概述
5-1-1 传热在化工生产中的地位
5-1-2 热源和冷源
5-1-3 传热的三种基本方式
5-1-4 两种流体热交换的基本方式
5-1-5 典型的间壁式换热器及其传热过程
5-1-6 传热速率与热通量
5-1-7 稳定与不稳定传热
第二节 热传导
5-2-1 有关热传导的基本概念
5-2-2 热传导速率――傅立叶定律
5-2-3 导热系数
5-2-4 通过平壁的稳定热传导
5-2-5 通过圆筒壁的稳定热传导
5-2-6 导热微分方程式
第三节 对流传热概说
5-3-1 对流传热速率和对流传热系数
5-3-2 对流传热机理
第四节 传热过程计算
5-4-1 总传热速率方程
5-4-2 热量衡算
5-4-3 总传热系数
5-4-4 传热的平均温差
5-4-5 传热面积的计算
5-4-6 传热单元数法
5-4-7 保温层的临界直径
5-4-8 不稳定传热
第五节 无相变的对流传热
5-5-1 影响对流传热的因素
5-5-2 对流传热系数经验公式的建立方法
5-5-3 管内强制对流传热
5-5-4 管外强制对流传热
5-5-5 大空间自然对流传热
5-5-6 非牛顿型流体的传热
第六节 有相变的对流传热
5-6-1 冷凝传热过程简介
5-6-2 纯蒸汽膜状冷凝时的对流传热系数
5-6-3 影响冷凝传热的因素和冷凝过程的强化
5-6-4 沸腾传热过程简介
5-6-5 沸腾传热机理
5-6-6 影响沸腾传热的因素及强化沸腾传热的途径
5-6-7 沸腾传热系数的计算
第七节 辐射传热
5-7-1 热辐射的基本概念
5-7-2 物体的辐射能力
5-7-3 物体间的辐射传热
5-7-4 气体的热辐射
5-7-5 对流和辐射的联合传热
第八节 换热器
5-8-1 间壁式换热器的类型及选用
5-8-2 换热器传热过程的强化
5-8-3 列管式换热器的设计和选用
习题
思考题
第五章符号说明
参考文献
第六章 蒸发
第一节 概述
6-1-1 蒸发过程
6-1-2 蒸发的基本流程
6-1-3 蒸发的操作方法
6-1-4 蒸发过程的主要经济指标
第二节 蒸发设备
6-2-1 循环型蒸发器
6-2-2 非循环型(单程型)蒸发器
6-2-3 各类蒸发器的性能比较
6-2-4 蒸发的辅助设备
第三节 单效蒸发的计算
6-3-1 物料衡算
6-3-2 热量衡算
6-3-3 传热面计算
6-3-4 单效蒸发计算小结
第四节 多效蒸发器及其计算
6-4-1 多效蒸发流程
6-4-2 多效蒸发的温度差损失和有效温度差
6-4-3 多效蒸发最佳效数的确定
6-4-4 多效蒸发的计算
第五节 蒸发过程的设计
习题
思考题
第六章符号说明
参考文献
附录一 化工常用法定计量单位
附录二 常用单位的换算
附录三 某些气体的重要物理性质
附录四 某些液体的重要物理性质
附录五 干空气的物理性质(101.33kPa)
附录六 水的物理性质
附录七 饱和水蒸汽表(按温度排列)
附录八 饱和水蒸汽表(按压强排列)
附录九 某些有机液体的相对密度(液体密度与4℃水的密度之比)共线图(常压下)
附录十 液体的粘度共线图(常压下)
附录十一 气体及蒸汽的粘度共线图
附录十二 液体的比热容共线图
附录十三 气体及蒸汽的比热容共线图
附录十四 常用固体材料的密度和比热容
附录十五 某些固体材料的导热系数
附录十六 某些液体的导热系数
附录十七 气体的导热系数共线图
附录十八 蒸发潜热(气化热)共线图
附录十九 液体的表面张力共线图
附录二十 壁面污垢的热阻
附录二十一 无机盐溶液在101.33kPa下的沸点
附录二十二101.33kPa下溶液的沸点升高与浓度的关系
附录二十三 管子规格(摘录)
附录二十四 泵规格(摘录)
附录二十五 4-72-11型离心通风机规格(摘录)
附录二十六 管壳式热交换器系列标准(摘录)
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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说实话,一开始拿到这本书,我并没有抱太高的期望。毕竟市面上关于“化工原理”的教材琳琅满目,质量参差不齐。但当我开始阅读后,我发现自己错了。这本书的编排方式非常独特,它不像传统的教材那样,将各个知识点割裂开来,而是通过一个贯穿始终的“主线”将它们串联起来。例如,在讲解传热和传质时,它并没有孤立地讨论,而是巧妙地将其与化学反应的发生条件相结合,展示了这些过程之间的相互影响和制约。而且,它的语言风格非常严谨而又不失幽默,读起来一点都不费劲。我特别欣赏作者在引用数据和公式时,都会给出一个清晰的背景和推导过程,让我能够理解这些数值和公式是如何得来的,而不是死记硬背。这本书让我看到了“化工原理”的系统性和内在的逻辑美。

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这本书真是给我带来了太多的惊喜!当初选择它,纯粹是因为“化工原理”这四个字,我一直觉得这是一个非常核心和基础的学科,尤其是我所在的行业,对这方面知识的需求是刚性的。拿到书后,我被它厚实的体量和精美的装帧吸引住了,一看就知道是精心打磨过的。翻开目录,我发现它涵盖了从流体输送、传热、传质,到化学反应工程等一系列我非常感兴趣的领域。虽然我还没来得及深入阅读每一章,但单从前几部分的介绍来看,作者在内容的组织上非常有条理,逻辑清晰,由浅入深,非常适合我这种既想打牢基础,又希望了解前沿进展的读者。它不仅仅是一本教科书,更像是一本可以反复查阅的工具书,我相信在未来的工作中,它会成为我不可或缺的伙伴,帮助我解决实际生产中遇到的各种复杂问题。我特别期待它在具体案例分析部分的表现,希望能从中学习到如何将理论知识灵活运用到实际场景中。

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我原本对学习“化工原理”这件事是抱着一种“不得不学”的心态,觉得它枯燥乏味,充满了各种公式和计算。然而,这本《化工原理(上册)》彻底颠覆了我的看法。从翻开第一页开始,我就被它流畅的语言和深入浅出的讲解所吸引。作者并没有一上来就抛出大量的公式,而是先从宏观的视角,阐述了化工原理在整个工业体系中的重要地位和作用,这让我立刻感受到了学习它的价值。接着,在讲解具体内容时,它也并非一味地灌输理论,而是穿插了大量历史发展、科学发现的趣闻轶事,甚至是一些与时俱进的案例分析,这让原本枯燥的原理变得鲜活起来。我发现,原来化工原理的世界可以如此精彩,它不仅仅是关于化学反应和物质转化,更是关于人类如何利用自然规律,创造更美好的生活。这本书让我重新燃起了对化工学习的热情。

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这本书给我最大的感受就是它的“实用性”。我一直觉得学习理论知识,最终还是要落到实践中去。而这本《化工原理(上册)》恰恰做到了这一点。它在讲解每一个概念的时候,都会结合大量的实际工业生产案例,详细分析这些原理是如何在实际设备和工艺中得到应用的。比如,在讲解压强和流速的关系时,作者就举例说明了泵的设计原理,以及在管道输送过程中如何控制流体速度以降低能耗。而且,它还会在一些章节后面,提供一些与工业生产相关的计算和设计方法,这对于我这种希望将所学知识直接应用于工作的人来说,简直是太有价值了。我能够感受到作者在编写这本书时,是真正站在读者和工程师的角度去思考的,力求让这本书成为一本既有深度又有广度的实用指南。

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我对这本《化工原理(上册)》的感受,用“惊为天人”来形容也丝毫不夸张。我曾涉猎过几本相关的入门书籍,但总是觉得有些理论过于抽象,缺乏直观的理解。而这本教材,在讲解概念的时候,非常注重引入形象的比喻和生动的插图,让我对那些原本抽象的物理化学过程有了全新的认识。比如,在讲解流体阻力的时候,作者通过生动的图示,清晰地展示了不同流速下流体的运动形态,以及这些形态如何影响阻力的大小,这比单纯的公式推导要容易理解得多。而且,它的习题设计也非常巧妙,不仅有巩固基础的题目,更有一些需要综合运用多章知识才能解答的挑战题,这极大地激发了我的学习兴趣和解决问题的能力。我尤其喜欢它在讲解原理时,会将相关的实验现象和实际应用联系起来,让我明白这些理论不仅仅是纸上谈兵,而是真真切切地服务于生产和生活。

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