化学反应工程原理例题与习题/化学工程系列丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华东理工大学出版社

作者:许志美

出品人:

页数:222 页

译者:

出版时间:2007年

价格:21.0

装帧:其他

isbn号码:9787875628201

丛书系列:

图书标签:

• 化学反应工程
• 化学工程
• 反应器设计
• 化学动力学
• 传质
• 传热
• 工业催化
• 过程强化
• 习题集
• 例题

炼金术士的现代启示：反应动力学与催化设计前沿探索 本书导览：跨越理论与实践的工程化学桥梁 本册深入探讨现代化学工程领域的核心议题——反应动力学、反应器设计优化以及催化剂的机制与应用。它并非对传统化学反应工程基础的简单复述，而是聚焦于当前工业界面临的最复杂、最具挑战性的问题，旨在为高级研究人员、资深工程师以及研究生提供一个高阶的学习与参考平台。全书结构严谨，逻辑清晰，侧重于将前沿的理论模型与实际的工业案例紧密结合，展现了从微观机理到宏观操作的完整工程思维链条。 第一部分：先进反应动力学与机理剖析 本部分突破了传统稳态近似和简单反应级数模型的局限，着重讲解了非均相反应的复杂动力学描述。 表面吸附与脱附的非理想行为： 详细分析了Langmuir-Hinshelwood, Hougen-Watson, Eley-Rideal等经典模型在极端条件（如高压、超临界流体）下的修正与局限性。重点探讨了表面覆盖度随温度和压力变化的非线性特征，以及如何运用密度泛函理论（DFT）计算的吸附能数据来修正动力学参数。 反应网络建模与逆向动力学分析（RSA）： 阐述了如何处理包含多个平行、串联和循环步骤的复杂反应系统。讨论了如何通过实验数据（转化率、选择性随时间的变化）反推最可能的反应路径，并识别关键的速率决定步骤。特别关注了中间物种的瞬态行为分析及其对反应器性能的长期影响。 微尺度效应与扩散限制： 深入研究了催化剂孔隙结构对反应速率的控制作用。讲解了Mears准则、Weisz-Prater准则的现代应用，并引入了有效因子（Effectiveness Factor）的数值计算方法，包括利用有限元法（FEM）求解孔隙内外的物质和能量传递耦合方程。探讨了微孔、介孔和宏孔结构对选择性转化的独特影响机制。 第二部分：反应器设计与过程强化（Process Intensification） 本部分的核心在于超越传统的CSTR和PFR概念，探索满足高选择性、高安全性与低能耗要求的下一代反应器技术。 微通道反应器（MCRs）的热量与质量传递特性： 全面分析了MCR在处理高放热反应时的固有优势。详细介绍了如何利用CFD（计算流体力学）模拟预测通道内速度场、温度梯度和浓度廓线的精细分布。讨论了MCRs在光化学反应和快速气体-液体反应中的工业化潜力及放大（Scale-up）的挑战。 反应精馏（Reactive Distillation, RD）的集成优化： 针对平衡限制型反应（如酯化、醚化反应），系统阐述了反应动力学、汽液平衡和精馏塔分离性能的耦合建模。提供了确定最佳反应器/精馏塔组合结构的决策流程，包括反应区和分离区的几何设计参数的敏感性分析。 多相反应器的流体动力学建模： 针对浆态床、鼓泡塔和固定床反应器，深入剖析了气-固、液-固、气-液-固三相体系中的流态特征。例如，在浆态床中，如何精确模拟颗粒的悬浮、团聚现象，以及这些现象如何影响催化剂表面的传质速率和反应转化。引入了欧拉-欧拉（Euler-Euler）和欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）等多相流模型进行模拟验证。 第三部分：催化剂的合成、表征与理性设计 本部分聚焦于催化剂本身，从原子尺度的设计到宏观尺度的稳定性评估，强调了“理性设计”（Rational Design）的理念。 新型载体材料与形貌控制： 探讨了金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）以及有序介孔二氧化硅（SBA-15, MCM-41）在催化领域的最新应用。重点讨论了如何通过溶剂热法、模板法精确控制载体孔径、比表面积和酸碱位点的密度与分布，以适应特定的反应机理。 单原子催化剂（SACs）的界面化学： 详细解析了单原子催化剂的优势，即最大化金属利用率并提供独特的电子结构环境。讨论了稳定化单原子的锚定机制（如氮化碳基底上的Fe-N4结构），并结合X射线吸收谱（XAS）和透射电子显微镜（STEM）数据，阐明活性位点与反应底物的相互作用模式。 催化剂失活机制与再生策略： 深入分析了工业催化反应中常见的失活路径，包括积碳（Coking）、烧结（Sintering）、活性组分浸提（Leaching）和毒化（Poisoning）。针对不同的失活模式，提出了先进的再生技术，如低温氧化脱焦、氢处理（Reduction Treatments）和超临界流体清洗方法，并建立了预测催化剂寿命的半经验模型。 第四部分：面向可持续发展的绿色化学反应工程 本部分将视角投向能源转型和环境友好型化工过程。 生物质转化与多相催化耦合： 探讨了将复杂生物质分子（如纤维素、木质素）通过催化剂转化为高价值化学品（如燃料、平台化合物）的反应路径设计。重点分析了固体酸/碱催化剂在水相反应中的稳定性与酸强度调控。 电化学与光催化反应器集成： 介绍了利用电能或太阳能驱动非传统化学转化的反应器技术。例如，在电化学合成中，如何设计新型电极材料（如高表面积碳布、金属泡沫）以最小化过电位；在光催化中，如何优化光捕获效率和电荷分离效率。 本书内容深度和广度兼具，旨在培养读者对化学反应过程进行系统性、多尺度、跨学科分析的能力，是推动化工技术革新的必备参考书。

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这本书的印刷质量简直是一场灾难，纸张摸起来像砂纸一样粗糙，油墨晕染得厉害，很多公式和图表根本看不清楚，简直是在挑战读者的视力和耐心。我尤其想吐槽的是，很多关键步骤的推导过程被简化得过于草率，对于初学者来说，这根本不是“例题与习题”，更像是只有答案的参考资料。比如在涉及复杂的非理想反应器设计时，作者似乎默认读者已经对物质传递和反应动力学有着极其深入的理解，对于那些需要反复琢磨才能理解的细节，书中丝毫没有展开论述，这让那些想通过习题巩固基础知识的人感到极其受挫。翻开目录，内容涵盖的范围倒是挺广，从基础的反应动力学到复杂的反应器优化，但每一个章节的深度都像是蜻蜓点水，缺乏那种深入挖掘、层层递进的学术深度。我本来期待它能成为我案头常备的工具书，但就目前这种粗制滥造的呈现方式，我更倾向于把它束之高阁，偶尔拿出来对照一下概念名称，实际解决问题时，我还是得另寻他法。这本书的装帧设计也极其老旧，毫无现代教材的活力，封面那种土黄色的底色和宋体的标题，让人一看就觉得充满了年代感，估计设计者是在上个世纪90年代定稿的吧，与现代化学工程领域日新月异的发展显得格格不入。

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这本书的习题部分设计得极不合理，严重偏离了“训练应用能力”的核心目标。大部分习题是那种可以轻易通过查阅表格或直接套用书中某个公式边界条件就能得出答案的机械计算题，真正考验批判性思维和多变量耦合分析的综合性大题寥寥无几。更糟糕的是，对于那些稍微复杂一点的题目，书后提供的答案往往只是一个孤零零的数值，完全没有给出详细的解题步骤或中间过程的物理意义解释。我可以理解，对于某些基础练习，答案简洁是提高效率的方式，但对于化学反应工程这种高度依赖逻辑推导的学科，缺乏解题思路的展示，使得读者根本无法判断自己是在哪个环节出现了概念性的错误，还是仅仅是代数计算失误。我尝试解答其中几道需要结合传热和反应动力学联立求解的题目，结果因为没有参考路径，走了很多弯路，最终放弃，转而求助网络上的专业论坛。一本好的习题集应该引导学生思考，教会他们如何“拆解”复杂的工程问题，而不是仅仅提供一个终点。这本书的习题设计，显然是失败的，它更像是一个知识点验收的清单，而非思维能力的磨刀石。

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我必须要指出，这本书在对现代前沿技术的更新方面，显得异常滞后和保守。化学工程领域，特别是反应器设计，近年来随着计算流体力学（CFD）和人工智能（AI）辅助设计工具的兴起，已经发生了翻天覆地的变化。然而，这本书中涉及的优化方法和模型建立，依然停留在上世纪八九十年代的经典迭代法和稳态分析阶段。例如，在处理反应器稳定性分析时，书中完全没有提及任何关于动态模拟或先进过程控制（APC）的相关内容，这对于身处21世纪的工程师而言，无疑是一种信息上的缺失。我翻遍全书，几乎看不到任何关于绿色化学、微反应器技术或者生物催化反应器设计的最新进展，即便是对那些经典反应器如流化床的描述，也显得过于简化，没有深入讨论最新的颗粒流化行为研究成果。这使得这本书更像是一部历史文献，而不是一本指导当前实践的工程手册。如果一个读者希望通过这本书来跟上行业发展的步伐，那么他很可能会失望，因为它提供的知识体系像是一个时间胶囊，完美地封装了二十年前的工程思想，却对今天的挑战鲜有涉猎。

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这本书的叙事逻辑混乱得让人抓狂，阅读体验极其不连贯。它似乎是把不同年代、不同作者的讲义硬生生地拼凑在了一起，章节之间的过渡生硬得像被生生切断了一样。举个例子，第五章还在详细讨论均相反应器的热力学限制，下一秒第六章就跳到了多相催化反应的孔隙扩散模型，中间完全没有一个过渡性的桥梁来帮助读者建立知识体系的联系。更别提那些所谓的“例题”了，很多例题的设置本身就脱离了实际工程应用场景，它们更像是纯粹的数学练习题，只是披着化学工程的外衣。我尝试用书中给出的方法去解决一个常见的工业釜式反应器降温问题，结果发现书中介绍的简化假设完全不适用于我遇到的实际工况，而书中又没有提供更高级的修正方法或拓展讨论，这让这本书的实用价值大打折扣。我感觉作者组在编写时，更侧重于展示他们知识的广度，而非深耕知识的有效传授。对于一个旨在帮助工程学生和初级工程师建立扎实基础的教材来说，这种“撒胡椒面”式的知识陈述方式，无疑是最大的失败。读完一章，我常常感到知识点是零散的，缺乏一个清晰的脉络来指导我如何将这些孤立的知识点整合起来解决实际问题。

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从编辑和排版的角度来看，这本书的专业性令人质疑。大量的专业术语在使用上存在不一致的情况，例如，有时使用“转化率”（Conversion），有时又用“选择性”（Selectivity）来描述同一个现象，缺乏统一的符号约定和术语表。更令人不解的是，书中对单位制的使用混乱不堪，一会儿是英制单位，一会儿又是国际单位制（SI），而且在同一个例题中，甚至会出现不同单位的混用，这在强调精确性的工程学科中是绝对不能容忍的错误。我不得不准备一本单独的单位换算手册在旁边，以便随时核对书中的数据。此外，书中插图的质量也让人堪忧，许多反应器剖面图和流程图比例失真，关键参数的标注模糊不清，很多流线图看起来像是用最基础的绘图软件随便画上去的，毫无专业感。这种疏忽不仅影响了阅读的流畅性，更重要的是，它削弱了读者对教材内容本身的信任度。如果连最基本的编辑规范和制图标准都无法遵循，那么读者如何能确信作者在那些复杂的数学推导和物理模型描述上的严谨性呢？这本书更像是一份匆忙赶工的内部资料，而非经过严格同行评审和精心编辑的正式出版物。

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