化工原理课程设计-高等学校教学用书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:天津科学技术出版社

作者:柴诚敬

出品人:

页数:201

译者:

出版时间:2006-3

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787530816646

丛书系列:

图书标签:

• 化学工程
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化工原理课程设计：创新实践与工程思维的深度探索 序言 在现代工业的宏伟图景中，化学工程作为连接科学理论与工业实践的桥梁，扮演着至关重要的角色。从基础原料的转化到精细化学品的合成，再到环境保护与资源节约，化学工程的触角无处不在。而“化工原理课程设计”，不仅仅是对课堂知识的简单复习和应用，它更是一个激发学生创新思维、培养解决复杂工程问题能力、以及锻炼团队协作精神的实践平台。本书正是基于这一理念，旨在为高等学校化学工程专业学生提供一套系统、全面且富有启发性的课程设计指导，帮助他们将抽象的化工原理转化为具体的工程设计方案，并在这个过程中，深刻理解工程伦理、经济可行性以及环境可持续性等多方面的考量。 本书的设计初衷，是填补当前化学工程教育中理论与实践脱节的鸿沟。许多学生在掌握了化工原理的理论知识后，面对实际工程问题时，往往感到无从下手，缺乏将知识转化为可行设计的能力。而“化工原理课程设计”的意义，恰恰在于弥合这一差距。它要求学生运用所学知识，分析、评估并优化一个真实的或假定的化工生产过程，从物料衡算、能量衡算、单元操作设计，到设备选型、工艺流程布置，乃至安全与环保措施的制定，每一个环节都需要学生进行深入的思考和精密的计算。 核心内容与编排结构 本书的编排结构紧密围绕“课程设计”这一核心，力求为学生提供一个清晰的学习路径和实践框架。全书共分为五个主要部分，每个部分都层层递进，共同构建起一个完整的化工原理课程设计体系。 第一部分：课程设计概述与基础准备 本部分旨在为学生打下坚实的理论基础，并清晰地阐述课程设计的目的、意义以及基本要求。 第一章：化工原理课程设计的价值与定位 详细阐述化工原理课程设计在化学工程教育中的重要性，强调其在理论知识深化、工程实践能力培养、创新思维激发以及职业素养提升等方面的重要作用。 探讨课程设计如何帮助学生建立从宏观到微观的工程视野，理解化工过程的整体性与系统性。 分析课程设计与未来职业发展之间的紧密联系，为学生未来的工程实践打下基础。 第二章：课程设计的通用流程与方法论 系统介绍化工原理课程设计的通用流程，包括方案确立、工艺流程图绘制、设备选型、物料与能量衡算、经济性分析、安全与环保评估等关键环节。 深入讲解在设计过程中常用的图表（如P&ID图、流程方块图）、计算方法（如迭代计算、优化算法）以及软件工具（如Aspen Plus, HYSYS等，强调其原理而非具体操作）的应用原理。 强调项目管理、时间规划以及信息检索与文献分析在课程设计中的重要性。 第三章：化工原理核心概念的复习与深化 系统回顾化工原理中的核心概念，如流体力学、传热学、传质学、化学反应工程、分离工程等。 在复习过程中， not just 强调理论知识的记忆，更注重对这些原理在实际工程应用中的深刻理解。例如，在流体力学部分，会结合泵、压缩机等设备的设计，讲解流体输送的能量损失计算；在传热学部分，会结合换热器的设计，讲解传热系数的计算与优化。 提供与课程设计相关的案例分析，帮助学生将抽象的原理与具体的工程问题联系起来。 第二部分：化工过程的分析与方案设计 本部分聚焦于如何将理论知识应用于具体的化工过程分析和方案的初步设计。 第四章：化工过程的现状分析与问题识别 指导学生如何对现有化工过程进行深入的分析，包括原料来源、产品质量、能耗、物耗、三废排放等方面。 强调培养学生发现现有过程中的瓶颈、潜在风险以及改进空间的“火眼金睛”。 介绍常用的过程诊断工具和方法，例如根因分析法、故障树分析法等。 第五章：工艺方案的提出与技术可行性评估 引导学生基于对过程的分析，提出多种可行的工艺方案。 详细讲解如何从技术角度评估不同方案的优劣，包括反应路线的选择、分离方法的比较、操作条件的确定等。 强调文献检索、专利查询在方案创新和可行性评估中的作用。 第六章：工艺流程图（PFD）与管道及仪表流程图（P&ID）的绘制 详细介绍PFD和P&ID的绘制规范、符号含义以及不同流程图在课程设计中的作用。 指导学生如何根据选定的工艺方案，绘制规范、清晰的PFD和P&ID，确保信息的准确传达。 强调流程图是整个工程设计的“蓝图”，其准确性直接影响后续的设备选型和安装。 第三部分：关键单元操作的设计与计算 本部分深入到化工过程中的具体单元操作设计，是课程设计中最具挑战性的环节之一。 第七章：反应器的设计与优化 系统介绍不同类型反应器（如间歇反应器、连续搅拌釜反应器CSTR、管式反应器PFR、固定床反应器等）的设计原理、特点及适用范围。 指导学生如何根据反应动力学、传热传质要求以及操作条件，进行反应器的类型选择、尺寸计算和性能预测。 强调反应器设计中的安全因素，如热失控的预防。 第八章：分离单元操作的设计与计算 蒸馏与精馏：详细讲解平衡蒸馏、连续精馏、间歇精馏的设计原理，包括塔板效率、理论塔板数计算、塔径与塔高确定等。 吸收与解吸：介绍吸收塔的设计，包括传质单元数、传质表面积计算，以及填料塔和板式塔的选择。 萃取：讲解液-液萃取设备（如萃取塔、混合-沉降器）的设计，包括萃取级数计算和设备尺寸确定。 结晶：介绍结晶器的设计，包括过饱和度控制、晶体生长动力学以及设备选择。 干燥：详细讲解不同干燥设备（如烘箱、流化床干燥器、喷雾干燥器）的设计原理和选择依据。 第九章：传热设备的设计与选型 深入讲解换热器的设计原理，包括传热系数计算、传热面积确定、压降计算以及不同类型换热器（如管壳式、板式）的选型。 指导学生如何考虑流体性质、操作温度、压力等因素，进行换热器的优化设计。 强调换热器的 Fouling（结垢）问题及其应对措施。 第十章：流体输送与储存设备的设计 介绍泵、压缩机、风机等流体输送设备的选型原则，包括流量、扬程、效率等参数的计算。 讲解管道系统设计，包括管径选择、流速控制、管线布置以及阻力损失计算。 介绍储罐的设计，包括容积计算、结构形式选择以及安全要求。 第四部分：经济性、安全性与环保性评估 化工过程的设计绝不能脱离实际的经济、安全和环保考量。 第十一章：工程经济性分析 指导学生如何进行详细的工程经济性分析，包括固定资产投资估算、流动资金估算、产品成本计算、盈亏平衡分析、投资回收期计算等。 强调经济性是工程方案能否实现的关键因素，并介绍一些常用的经济评价指标。 探讨如何通过技术改进和工艺优化来降低生产成本，提高经济效益。 第十二章：过程安全设计与风险评估 系统介绍化工过程中的潜在安全风险，如火灾、爆炸、中毒、泄漏等。 详细讲解 HAZOP（危险与可操作性分析）、FMEA（失效模式与影响分析）等风险评估方法。 指导学生如何通过设备选型、操作规程制定、安全联锁系统设计等措施，提高过程的本质安全度。 强调安全文化建设在化工企业中的重要性。 第十三章：环境保护与可持续发展 深入探讨化工生产过程中产生的“三废”（废水、废气、固体废弃物）处理技术与工艺。 指导学生如何进行环境影响评价，并设计满足国家环保标准的处理方案。 强调绿色化学、清洁生产理念在化工设计中的应用，以及如何通过资源循环利用、节能降耗等方式，实现化工生产的可持续发展。 第五部分：课程设计的综合实践与报告撰写 本部分将课程设计过程中的各个环节进行整合，并对报告的撰写提出具体要求。 第十四章：综合性课程设计案例分析 提供若干不同类型的化工过程设计案例，涵盖精细化工、石油化工、制药工程等领域。 通过案例分析，系统展示从问题提出到最终方案确定的完整设计过程，帮助学生将前述章节的知识融会贯通。 分析案例中的难点、创新点以及实际工程中可能遇到的问题。 第十五章：课程设计报告的撰写规范与技巧 详细介绍化工原理课程设计报告的撰写结构，包括封面、目录、摘要、绪论、工艺方案设计、单元操作设计、经济性分析、安全性与环保性分析、结论与建议、参考文献等。 提供具体的报告撰写技巧，如图表的使用、数据的呈现、语言的表达等，确保报告的科学性、严谨性和清晰性。 强调报告是课程设计成果的最终体现，其质量直接反映了学生的学习成果。 结语 “化工原理课程设计”并非仅仅是理论知识的重复，它更是一场充满挑战与乐趣的工程实践之旅。本书的编写，正是希望引导学生在这场旅程中，不仅仅掌握“如何计算”，更能理解“为何如此”。通过深入的课程设计，学生将能够： 构建系统工程思维：理解化工过程的整体性，学会从系统层面分析问题，并优化整个流程。 提升工程设计能力：将抽象的化学工程原理转化为具体的工程方案，并熟练运用相关的工具和方法。 激发创新与解决问题的能力：面对复杂的工程难题，能够主动思考、勇于探索，并提出创新的解决方案。 培养严谨的工程态度：在设计过程中，注重细节，坚持科学求证，并充分考虑安全、经济和环保等多方面因素。 增强团队协作精神：在小组合作完成课程设计过程中，学会沟通、协作与分享。 本书的出版，期待能成为化学工程专业学生在学习道路上的得力助手，帮助他们将理论的种子播撒在实践的沃土上，孕育出丰硕的工程智慧之果。我们相信，通过扎实的课程设计训练，未来的化学工程师们必将能够更好地应对日益复杂的工程挑战，为社会的可持续发展贡献力量。

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这本书的语言风格极其务实，几乎没有冗余的修饰词，直奔主题，像是一份精确的工程规范说明书。作者似乎非常注重逻辑的连贯性，每一个章节的衔接都像是精心计算过的管道系统，流体从一个单元操作平稳地导向下一个单元操作，过渡自然得让人几乎察觉不到它的存在。我尤其喜欢它在引入新概念时所采用的层层递进的论证方式，它不会上来就抛出让你摸不着头脑的复杂公式，而是先从宏观的物理或化学原理入手，再逐步细化到数学模型，这种“搭积木”式的讲解方式，极大地降低了初学者的理解门槛。读起来虽然谈不上趣味盎然，但那种被清晰思路带着走的掌控感，却是其他一些写得过于“活泼”的教材所不具备的，它要求读者付出专注，但回报的是扎实的逻辑框架。

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内容深度方面，这本书明显是为有一定基础的学生准备的。它对单元操作的理论基础阐述得相当透彻，特别是涉及到相平衡和传质过程的那几章，简直是教科书级别的详尽。我发现它在处理一些经典案例时，给出的解题步骤非常详尽，甚至连一些看似微不足道的假设条件都会明确标注出来，这对于想搞清楚“为什么这么算”的读者来说，是无价之宝。但相对而言，对于一些新兴的、跨学科的前沿技术讨论，这本书的内容就显得有些保守和滞后了，毕竟化工原理这门学科一直在发展，教材的更新速度跟不上工业实践的步伐也是可以理解的。不过，作为奠定基础的“内功心法”，它提供的知识体系是坚不可摧的，为后续学习更尖端的模拟软件和反应工程打下了极其牢固的地基，不会让你在面对高阶问题时感到空虚。

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要说这本书的“气质”，那它绝对是那种沉稳、不事张扬的“老派学者”风格。它不追求时髦的排版或者花哨的案例来吸引眼球，内容的力量全靠其自身的严谨性来支撑。阅读体验上，它更像是需要耐心的“慢炖”过程，你需要时间去消化那些密度极高的知识点，而不是囫囵吞枣地快速浏览。如果你期待的是那种轻松幽默、像小说一样的阅读体验，那你可能会感到有些枯燥。但如果你是抱着严谨的学习态度，希望系统地掌握化工领域最核心、最基础的那些定律和方法论，那么这本书无疑是一个可靠的伙伴。它不会给你任何捷径，但它会确保你走的每一步都是坚实的，这种对知识纯粹性的坚持，在如今信息碎片化的时代，显得尤为珍贵和可贵。

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这本书的装帧设计挺朴素的，封面上那种深沉的蓝色调，透着一股严谨的气息，很符合教材的定位。内页的纸张质量中规中矩，字迹清晰，排版也算工整，长时间阅读下来眼睛不太容易疲劳。我最欣赏的是它对一些复杂概念的图示处理，比如流程图和反应器内部结构的示意图，画得非常直观，能让人一眼抓住核心。不过，有些插图的细节在初版中可能有点模糊，需要结合文字反复琢磨。整体来看，这本教材在视觉上传达出一种扎实可靠的感觉，适合在图书馆或者书桌上静下心来啃读，它不像那些花里胡哨的商业读物，更像一位沉稳的老师，默默地引导你进入化工世界的深处。翻开扉页，那股油墨的味道，总让人联想到知识的厚重感，虽然谈不上惊艳，但绝对耐看，让人有继续翻下去的欲望，尤其是当你在为复杂的计算焦头烂额时，这种视觉上的稳定感反而成了一种心理支撑。

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这本书的实用性体现在它对工程化思维的培养上。它不像纯理论书籍那样只停留在公式推导，而是时常穿插一些“工程考虑”的讨论，比如设备选型时对成本、安全性和可维护性的权衡，这些都是课堂上老师不一定有时间详细展开，但却是未来工程师必须面对的现实问题。我记得有一处关于热交换器设计的讨论，它不仅给出了计算方法，还特意提到了清洗管束的难度对设备寿命的影响，这种细节体现了作者对实际生产环境的深刻理解。阅读这些部分时，我感觉自己不仅仅是在学习一个学科的知识，更是在学习一种解决实际问题的专业态度。如果说理论是蓝图，那么这本书提供的就是如何把蓝图变成可以运转的机器的“施工手册”的雏形，它鼓励你去思考“如果把这个反应器放到一个真实的化工厂里，会有什么麻烦”。

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