Process Systems Analysis and Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:Donald R Coughanowr

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:1991-03-01

价格:USD 132.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070132122

丛书系列:

图书标签:

• Process Control
• Chemical Engineering
• Systems Analysis
• Control Theory
• Process Dynamics
• Modeling
• Simulation
• Automation
• Instrumentation
• Feedback Control

探寻化学反应的脉络：从分子互动到大规模生产的智慧之旅 我们生活在一个由化学反应驱动的世界。从我们呼吸的空气，到我们食用的食物，再到我们使用的药物和材料，无一不与精妙的化学转化过程息息相关。然而，将实验室里微小的分子运动转化为安全、高效、经济且符合可持续发展目标的大规模工业生产，绝非易事。这其中蕴含着一套复杂而严谨的科学体系，它连接着微观世界的奥秘与宏观工程的实践，指引我们如何理解、设计、优化和控制这些至关重要的化学过程。 本书将带领您踏上一段深入探寻化学过程本质的旅程，它并非简单罗列枯燥的公式和定理，而是旨在构建一种全新的思维框架，帮助您掌握分析和驾驭复杂化学系统的能力。我们将从最基础的化学原理出发，但视角将迅速超越纯粹的化学计量学，而是将重点放在如何将这些原理应用于实际的工业场景。您将了解到，理解一个化学反应的动力学不仅在于知道反应速率常数，更在于理解温度、压力、浓度、催化剂等关键因素如何相互作用，如何影响反应的走向，以及如何通过巧妙的调控来加速或抑制某些反应，从而最大化目标产物的收率并最小化副产物的生成。 揭示反应器的灵魂：从选择到设计，再到运行 在任何化学工业流程中，反应器都扮演着心脏的角色。它承载着化学反应的发生，决定了过程的效率和最终的产出。本书将深入剖析各种主流反应器类型，包括但不限于： 釜式反应器 (Batch Reactors)：理解其在多品种、小批量生产中的灵活性，以及如何通过精确的时间和温度控制来实现复杂反应序列。我们将探讨其优缺点，以及在何种情况下选择釜式反应器是最优的。 连续搅拌釜式反应器 (Continuous Stirred-Tank Reactors, CSTRs)：分析其在稳定、大规模生产中的优势，理解稳态操作的概念，以及如何通过级联CSTRs来模拟理想活塞流反应器，提升转化率。我们将深入研究停留时间分布的概念，以及它对反应器性能的影响。 管式反应器 (Plug Flow Reactors, PFRs)：揭示其在高度转化率和能量传递方面的潜力，理解其与CSTRs在动力学模型上的根本差异，以及如何通过长度和直径的设计来优化传质和传热。 床层反应器 (Fixed-Bed Reactors)：特别关注多相催化反应的典型应用，理解催化剂床层的设计，以及颗粒尺寸、床层高度、流体速度等因素如何影响反应效率和压降。我们将讨论固定床反应器在石油化工、化肥生产等领域的广泛应用。 流化床反应器 (Fluidized-Bed Reactors)：探索其在粉末状催化剂或反应物处理中的独特优势，理解流化现象的形成机理，以及如何通过流体速度和颗粒特性来控制床层的沸腾和循环，实现高效的传质传热和温度均匀性。 本书不仅会介绍这些反应器的基本原理，更会着重于如何根据具体的反应动力学、操作条件以及经济性要求，选择最合适的反应器类型。我们将通过案例分析，展示如何进行反应器的几何设计，如何计算其体积，以及如何评估其在不同操作工况下的性能表现。 能量的传递与转化：化工过程的生命线 化学反应往往伴随着能量的吸收或释放，有效地管理这些能量是保证过程安全、经济运行的关键。本书将系统地探讨传热原理在化学过程中的应用： 热力学基础：回顾吉布斯自由能、焓变、熵变等基本概念，理解反应的自发性以及能量的平衡。 传热机理：深入研究导热、对流和辐射这三种基本传热方式，以及它们在化工设备中的具体表现。 换热器设计与选型：介绍各种类型的换热器，如管壳式换热器、板式换热器、空气冷却器等，并探讨如何根据工艺要求选择最合适的换热器，以及如何进行换热量的计算和传热系数的估算。 过程热集成 (Process Heat Integration)：引入先进的能量优化理念，如夹点分析（Pinch Analysis），讲解如何通过巧妙的换热器网络设计，最大化热量回收，降低能耗，从而显著提高过程的经济性和环境效益。 物质的流动与分离：从混合到纯净的艺术 在化学过程中，物质的混合、输送以及最终的分离纯化是不可或缺的环节。本书将重点关注： 流体输送：介绍泵、压缩机等流体输送设备的工作原理，以及如何进行管路设计，计算压降，确保物料的有效输送。 混合与分散：分析搅拌器的类型及其在不同介质和操作条件下的混合效率，以及如何实现气-液、液-液、固-液等相的有效分散。 单元操作 (Unit Operations)：详细阐述蒸馏、吸收、萃取、结晶、过滤、膜分离等核心单元操作的原理和应用。我们将深入研究每种分离技术的物理基础，以及如何根据组分性质、分离要求和经济成本，选择最适宜的分离方法，并进行单元操作的设计计算。例如，在蒸馏部分，我们将探讨塔板效率、回流比、汽液平衡等关键参数对分离效果的影响。 过程控制的智慧：驾驭复杂系统的精密调控 当化学过程变得日益复杂和精细，有效的控制系统就显得尤为重要。本书将为您打开过程控制的世界，让您理解如何确保过程稳定、安全、高效地运行： 反馈与前馈控制：深入理解基本控制回路的工作原理，包括测量、比较、控制和执行等环节。我们将分析P、PI、PID等经典控制器的作用，以及如何根据过程特性进行参数整定。 动态过程分析：学习如何建立过程的动态模型，理解传递函数、阶跃响应、频率响应等概念，从而预测过程在受到扰动时的响应行为。 先进控制策略：介绍模型预测控制 (MPC)、自适应控制等更高级的控制技术，以及它们在应对复杂、非线性、多变量耦合过程中的优势。 安全性与稳定性：强调过程安全的重要性，介绍安全仪表系统 (SIS) 的设计原则，以及如何通过控制策略来防止危险事故的发生。 从理论到实践：案例分析与工程应用 本书的每一部分都将紧密结合实际的工程案例，通过对具体工业过程（如氨合成、乙烯裂解、石油炼制、精细化工品生产等）的分析，将理论知识转化为解决实际问题的能力。您将有机会运用所学知识，对实际过程进行建模、分析和优化，从而获得宝贵的实践经验。 本书的目标读者 本书面向所有对化学工程和过程系统充满兴趣的读者。无论您是化学工程专业的学生，希望为未来的职业生涯打下坚实的基础；还是已经工作的工程师，希望更新知识、提升技能，以应对不断变化的工业挑战；亦或是其他相关领域的专业人士，希望了解化学过程的运作机制，本书都将是您宝贵的参考。 通过本书的学习，您将不仅掌握化学过程分析与控制的核心理论和方法，更将培养出一种系统性的思维方式，能够将复杂的工程问题分解，找到关键的驱动因素，并设计出最优的解决方案。您将能够理解，设计一个成功的化学过程，不仅仅是化学反应的组合，更是一门艺术，一门融合了科学、工程、经济和环境责任的精妙艺术。让我们一起开启这场激动人心的探索之旅吧！

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的深度足以让一个研究生感到挑战，但也正因如此，它才显得如此珍贵。它没有迎合“快速入门”的市场需求，而是坚持对核心原理进行彻底的挖掘。比如，书中对拉普拉斯变换在离散时间系统分析中的应用所做的详尽推导，清晰地展示了从连续域到离散域转换时所伴随的精度损失和系统响应差异。这不是那种“知道是什么”的介绍，而是“为什么会这样”的深度剖析。对于那些已经具备基础知识，渴望突破瓶颈、真正掌握过程控制“内功心法”的专业人士来说，这本书提供了一个完美的进阶阶梯。它要求读者投入时间和精力，但回报是无价的——你将获得一种近乎直觉的、对复杂动态系统行为的深刻洞察力，这种洞察力是任何软件仿真工具都无法给予的。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是，它成功地拓展了我对“控制”这个概念的理解边界。我原以为这仅仅是关于PID调谐和反馈回路的教科书，但事实远非如此。作者以一种近乎艺术家的视角，描绘了复杂工业流程中信息的流动与能量的平衡。书中对非线性系统的处理，尤其让人眼前一亮，它没有回避现实世界中的复杂性，反而直面挑战，引入了更高级的分析工具，比如李雅普诺夫稳定性判据，这让我的理论工具箱一下子丰富了许多。更难得的是，作者在讲解这些尖端理论时，始终保持着一种对工程实践的敬畏之心，每一个复杂的数学推导后面，都能找到对应着实际生产环节中需要解决的痛点。这本书读起来不是那种死记硬背的枯燥，更像是一场与领域内顶尖智者的深度对话，让你在不知不觉中，思考问题的深度和广度都得到了质的提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和配图堪称一绝，这对于一本技术性极强的著作来说，是非常难能可贵的。通常这类书籍的图表总是显得拥挤和晦涩，但在这本书里，每一个流程图、每一个传递函数图，都经过了精心设计，清晰地勾勒出系统的结构和相互关系。我尤其喜欢作者在章节开头和结尾设置的“回顾与展望”部分，它像是一个领航员在暴风雨后指引方向的灯塔，帮助读者梳理刚刚学到的复杂内容，并预示着接下来将要探索的更深层次的知识领域。这种结构上的匠心设计，极大地降低了自学的难度。对于我们这些在职场中摸爬滚打，时间有限的工程师来说，这种高效的学习引导机制是至关重要的。它确保了知识的吸收不是碎片化的，而是系统化、模块化的，真正实现了知识的内化。

评分☆☆☆☆☆

这本书的论述风格带着一种沉稳而坚定的权威感，读起来让人感到非常踏实。作者没有试图用花哨的语言来吸引眼球，而是依靠无可辩驳的逻辑链条和经过时间检验的经典理论来构建其论点。特别是在讨论过程安全与优化这一主题时，作者展现了极其审慎的态度。他不仅展示了如何设计一个“最优”的控制器，更深入地剖析了在实际工况波动下，模型误差对最终结果可能造成的灾难性后果，并提出了相应的容错和鲁棒性设计思路。这使得这本书超越了单纯的学术探讨，上升到了工程伦理和责任的高度。它提醒着每一个操作和设计控制系统的人，我们肩负的不仅仅是效率指标，更是对安全运行的终极承诺。这种深层次的价值传递，是很多同类书籍所缺失的。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让人爱不释手，从拿到手的那一刻起，我就被它深邃的理论体系和严谨的逻辑结构深深吸引住了。作者似乎有一种魔力，能把那些原本晦涩难懂的化学工程、过程控制领域的专业知识，用一种近乎诗意的语言娓娓道来。尤其是关于动态系统建模的那一部分，它不仅仅是简单的数学公式堆砌，而是真正让你理解了从物理现象到数学抽象的整个思维跃迁过程。我特别欣赏书中对“黑箱”与“白箱”模型分析的深入探讨，这不仅仅是工程技术层面的划分，更是一种对待复杂系统认知的哲学思考。它教会我如何在信息不完全的情况下，依然能构建出具有预测能力的有效模型。这种对理论基础的扎实把握，使得书中的案例分析也变得格外有说服力。即便是初次接触这个领域的读者，也能感受到作者试图搭建一座坚实桥梁的良苦用心，将理论与实际应用紧密地联系起来，让人在学习的过程中充满了探索的乐趣和成就感。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆