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出版者:Prentice Hall

作者:Wankat, Phillip C.

出品人:

页数:704

译者:

出版时间:2006-8

价格:$ 162.72

装帧:HRD

isbn号码:9780130847898

丛书系列:

图书标签:

分离过程
化工工程
过程工程
传质
传热
流体
分离技术
工业化学
化学工程
过程设计

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具体描述

The Comprehensive Introduction to Standard and Advanced Separation for Every Chemical Engineer Separation Process Engineering, Second Edition helps readers thoroughly master both standard equilibrium staged separations and the latest new processes. The author explains key separation process with exceptional clarity, realistic examples, and end-of-chapter simulation exercises using Aspen Plus. The book starts by reviewing core concepts, such as equilibrium and unit operations; then introduces a step-by-step process for solving separation problems. Next, it introduces each leading processes, including advanced processes such as membrane separation, adsorption, and chromatography. For each process, the author presents essential principles, techniques, and equations, as well as detailed examples. Separation Process Engineering is the new, thoroughly updated edition of the author's previous book, Equilibrium Staged Separations. Enhancements include improved organization, extensive new coverage, and more than 75% new homework problems, all tested in the author's Purdue University classes. Coverage includes * Detailed problems with real data, organized in a common format for easier understanding * Modular simulation exercises that support courses taught with simulators without creating confusion in courses that do not use them * Extensive new coverage of membrane separations, including gas permeation, reverse osmosis, ultrafiltration, pervaporation, and key applications * A detailed introduction to adsorption, chromatography and ion exchange: everything students need to understand advanced work in these areas * Discussions of standard equilibrium stage processes, including flash distillation, continuous column distillation, batch distillation, absorption, stripping, and extraction

流体力学与复杂系统建模导论作者： [虚构作者姓名] 出版社： [虚构出版社名称] ISBN： [虚构ISBN] --- 内容简介本书《流体力学与复杂系统建模导论》旨在为读者提供一个理解和分析复杂流体现象及其内在物理机制的全面框架。它侧重于将基础的连续介质力学原理与现代计算方法相结合，以解决工程和自然科学中遇到的非线性、多尺度问题。全书结构严谨，内容覆盖从宏观现象到微观结构的关键概念，并强调了理论推导与实际应用之间的紧密联系。第一部分：基础理论的深化与拓展本书从流体力学的基本公设出发，系统地回顾了纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程的推导和其在不同守恒定律下的形式。不同于传统的教科书仅关注理想流体或层流，本部分深入探讨了粘性流体、可压缩流体以及高雷诺数下的湍流现象。湍流的本质与描述：湍流是自然界和工程中最普遍但最难以精确描述的现象之一。本书详细阐述了湍流的统计特性，包括雷诺应力、湍流脉动和能量级串理论（Kolmogorov的理论）。我们引入了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程，并深入分析了各种湍流模型（如 $k-epsilon$ 模型、$k-omega$ 模型及其剪切修正形式）的物理假设、适用范围及其局限性。特别地，我们讨论了低雷诺数效应和壁面边界条件处理的复杂性。非牛顿流体的行为：现代工业过程往往涉及具有复杂流变学特性的物质，如聚合物溶液、悬浮液和膏体。本书提供了对这些非牛顿流体（如幂律流体、Bingham塑性流体和粘弹性流体）本构方程的详细分析。我们探讨了剪切变稀、粘性各向异性等现象，并展示了如何将这些非线性关系融入到流场求解框架中。第二部分：数值模拟方法与计算流体力学（CFD）现代流体力学研究和设计越来越依赖于强大的数值工具。本书的第二部分聚焦于如何将连续的偏微分方程转化为可供计算机求解的代数方程组，并探讨了实现高精度模拟的关键技术。离散化技术：我们详细比较了有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）在处理流体力学方程时的优缺点。重点讲解了FVM在动量和质量守恒方面的内在优势，并介绍了各种空间离散格式（如迎风格式、中心差分格式）对解的稳定性和精度的影响，特别是高阶精度格式（如ENO/WENO）在捕获激波和高梯度区域时的应用。求解算法与压力-速度耦合：求解不可压缩N-S方程的关键在于处理压力和速度之间的耦合问题。本书系统地介绍了SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations）、PISO 和 SIMPLER 算法的迭代过程和修正策略。对于高雷诺数问题，我们还讨论了隐式与半隐式时间推进方案，以及如何选择合适的前条件子来加速线性系统的求解，从而保证模拟效率。网格生成与自适应：模拟的准确性在很大程度上依赖于计算域的离散化。本书涵盖了结构化、非结构化网格的生成技术，并深入探讨了移动边界和动网格技术（如ALE方法）在处理机械运动或自由表面问题时的挑战。此外，我们介绍了基于误差估计的网格自适应技术，以实现计算资源的优化分配。第三部分：复杂系统的耦合与多物理场建模流体动力学很少孤立存在，它通常与其他物理过程耦合，形成了复杂的系统行为。本部分着眼于跨学科的建模技术，特别是与传热、传质和固体力学的相互作用。流固耦合（FSI）：当流体作用力引起固体结构变形时，必须考虑耦合效应。本书区分了单向耦合（流体影响固体，但固体不影响流场）和双向耦合（流体和固体相互影响）。我们介绍了ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法和浸入式边界法（IBM）在处理FSI问题中的应用，并讨论了求解耦合系统稳定性的必要性。对流-扩散过程与多相流：传质和能量传递（对流-扩散）是化学工程和环境科学中的核心问题。本书详细分析了具有化学反应项的对流-扩散方程的求解策略，包括如何稳定高Peclet数下的对流主导问题。对于多相流，我们比较了欧拉-欧拉（Euler-Euler）、欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）和相场模型（Phase-Field Method）在描述气液、固液界面演化中的适用性，特别是在涉及界面张力和润湿现象时。第四部分：高级主题与前沿展望为使读者具备前沿研究能力，本书的最后部分探讨了当前计算流体力学领域的热点方向。大涡模拟（LES）与直接数值模拟（DNS）：对比RANS模型的局限性，LES通过显式解析大尺度湍流涡旋，并仅对小尺度涡进行模型化，提供了更高保真度的结果。本书详细阐述了亚网格尺度（SGS）模型的选择，如Smagorinsky模型和动态模型。同时，我们也讨论了直接数值模拟（DNS）的概念及其对算力需求的极端挑战，主要用于验证和理解基础物理机制。数据驱动的建模范式：随着大数据和机器学习的发展，本书引入了如何利用数据来增强或替代传统物理模型的方法。我们探讨了基于数据降维（如Proper Orthogonal Decomposition, POD）的降阶模型构建，以及如何使用神经网络（如Physics-Informed Neural Networks, PINNs）来求解或修正偏微分方程的解，尤其是在边界条件或材料参数不完全已知的情况下。应用实例：书中穿插了多个工程实例，包括高效换热器内的流动分析、复杂管道网络中的压力损失预测、以及风力涡轮机叶片周围的气动耦合效应分析。这些实例旨在巩固理论知识，并展示如何构建一个完整的、自洽的CFD流程。 --- 目标读者：本书面向具有坚实微积分、线性代数和基础物理学背景的本科高年级学生、研究生以及从事流体力学、化学工程、航空航天、土木工程及相关领域研究和开发的专业人员。阅读本书后，读者将不仅掌握流体力学的基本定律，还能熟练运用现代数值工具来分析和解决复杂的工程流动问题。