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出版者:

作者:Seader, J. D./ Henley, E. J./ Henley, Ernest J.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:1546.00 元

装帧:

isbn号码:9780471464808

丛书系列:

图书标签:

• ChemicalEngineering
• CBE
• 化学工程
• 分离过程
• 化工原理
• 传质
• 传热
• 流体
• 单元操作
• 工业化学
• 过程工程
• 化学工业

好的，这是一本名为《化学工程基础：流体力学与热力学应用》的图书简介。 --- 《化学工程基础：流体力学与热力学应用》 图书简介 本书系统地阐述了化学工程领域最为核心的两大支柱——流体力学与热力学——的基础理论、分析方法及其在工程实际中的广泛应用。全书结构严谨，内容翔实，旨在为化学、材料、环境等相关专业的本科生、研究生以及工程技术人员提供一本全面、深入且实用的参考教材。 本书的编写严格遵循化学工程教育的经典范式，强调理论与实践的紧密结合。我们力求在概念清晰的基础上，通过大量的工程实例和计算练习，帮助读者建立起对物质传递、能量转换和平衡状态的深刻理解。 第一部分：流体力学基础与应用 流体力学是理解和设计化学反应器、分离设备以及管道输送系统的关键。本书的第一部分聚焦于流体运动的规律及其对工程设备的影响。 第一章：流体静力学与基本概念 本章从流体的定义、性质（如粘度、密度、表面张力）入手，详细介绍了静力学原理，包括压强、流体在静止状态下的平衡方程，以及测压仪表的工作原理。我们重点讨论了流体静力学在储罐设计和液位测量中的应用，为后续的流体运动分析打下坚实的基础。 第二章：流体运动学 流体运动学关注的是流体运动的几何描述，而不涉及作用于流体上的力。本章引入了物质流、线积分、面积分等数学工具，并深入探讨了雷诺输运定理（Reynolds Transport Theorem）这一核心概念，该定理是连接宏观控制体分析与微观物质守恒方程的桥梁。 第三章：流体动力学与连续性方程 本章进入到流体动力学的核心内容。首先阐述了牛顿内摩擦定律，随后推导了流体的连续性方程——物质守恒在流体流动中的体现。通过对理想流体和粘性流体流动模型的对比，读者将清晰地认识到粘性在动量传递中的关键作用。本章强调了如何运用这些基本方程来描述复杂流动现象。 第四章：动量方程与粘性流动的分析 动量守恒方程，即纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程，是流体力学的基石。本章详细推导并简化了适用于工程实践的Navier-Stokes方程形式，重点讨论了层流和湍流的特性。对于层流，本书提供了精确解的求解方法，例如平板上的Couette流动和Poiseuille流动。对于更普遍的湍流问题，则侧重于介绍雷诺平均化方法和湍流模型（如$k-epsilon$模型）的工程应用，强调动量传递的机理。 第五章：量纲分析与相似性原理 量纲分析是工程设计中极其重要的工具，它能有效地减少实验工作量并指导模型试验。本章系统介绍了 Buckingham $pi$ 定理，并结合化学工程中的典型问题（如管道摩擦、搅拌器效率），演示了如何利用无量纲数（如雷诺数、欧拉数）来建立物理现象之间的相似性，从而预测放大效应。 第六章：工程中的流动阻力与管道系统设计 本章将理论知识转化为实际的管道设计能力。详细分析了沿程阻力和局部阻力，对达西-韦斯巴赫方程、摩擦系数图（Moody图）的构建和使用进行了深入的讲解。此外，本书还涵盖了非牛顿流体的流动特性，以及泵和压缩机选型设计的基本原则，确保读者能够处理典型的流体输送系统问题。 --- 第二部分：热力学基础与应用 热力学是理解能量转化、平衡状态以及过程可行性的科学。本书的第二部分从宏观热力学定律出发，逐步深入到相平衡和化学平衡的应用。 第七章：热力学第一定律与能量衡算 本章从宏观角度引入热力学，定义了功、热量、内能等基本状态函数。重点阐述了能量衡算方程（第一定律）在工程系统中的应用，包括稳态和非稳态过程的能量平衡。通过对流体流经设备（如热交换器、压缩机）的分析，读者将掌握如何量化系统间的能量交换。 第八章：热力学第二定律与熵 第二定律是判断过程方向和极限效率的关键。本章详细介绍了熵的概念、计算方法以及熵增原理。通过卡诺循环和热力学第三定律的讨论，明确了能量“品质”的概念，为理解能量转换的不可逆性奠定了基础。 第九章：热物性质与状态方程 精确的状态方程是进行热力学计算的基础。本章系统回顾了理想气体模型，随后深入讲解了真实气体的热力学行为，包括范德华方程、Redlich-Kwong方程等各种状态方程的适用范围和参数确定方法。同时，本书介绍了压缩因子图和焓-熵图在工程查表计算中的应用。 第十章：相平衡与热力学过程的计算 相平衡是分离过程设计的核心。本章详细讨论了纯组分和多组分体系的气-液平衡（VLE）。重点阐述了理想溶液模型（Raoult定律）及其修正模型（如Wilson方程、NRTL方程）在非理想体系中的应用。通过对逸度（Fugacity）概念的引入，确保了高压和复杂体系下相平衡计算的准确性。 第十一章：化学平衡与反应热力学 对于化学反应过程，理解反应方向和程度至关重要。本章阐述了化学反应的吉布斯自由能、平衡常数与温度的关系（Van't Hoff方程）。重点讨论了标准生成焓、燃烧热的计算，以及如何利用热力学数据预测反应在不同温度和压力下的平衡转化率，为催化剂的选择和反应器设计提供理论依据。 第十二章：热力学循环分析 本章将前述理论应用于动力循环系统。详细分析了蒸汽动力循环（如朗肯循环）和燃气轮机循环（如布雷顿循环）的性能评价，包括热效率和㶲（Exergy）分析。㶲分析作为衡量能源品质和过程不可逆损失的有效工具，在节能和过程优化中具有不可替代的地位。 --- 结语 《化学工程基础：流体力学与热力学应用》不仅是一本教科书，更是一本工具书。书中包含大量的工程图表、算例和习题，旨在培养读者将抽象的物理定律转化为解决实际工程问题的能力。通过对本课程的学习，读者将能够自信地应对化工过程设计、操作优化以及新工艺开发中的挑战。本书的深度和广度，使其成为化学工程领域不可或缺的参考资料。

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这本《Separation Process Principles》的定价着实让人有些心疼，尤其是对于我们这些初入职场的年轻工程师来说，手头拮据是常态。然而，当我真正翻开它，沉浸在那些关于气液平衡、精馏塔设计和萃取过程的复杂数学模型中时，我才意识到，这笔投资物超所值。它不像市面上许多教科书那样，只停留在理论的表面，而是深入到每一个工程决策背后的物理化学原理。比如，它对非理想溶液的处理，简直是教科书级别的详尽，把范德华方程的修正项讲得清晰明了，这对于处理实际化工过程中遇到的复杂物系至关重要。我记得有一次在处理一个高压合成气的回收项目时，遇到了一个棘手的共沸点问题，手头的资料都束手无策，最后还是这本书里关于泡点线和露点线在相图上精确描绘的部分，给了我设计新流程的灵感。书中的图表绘制得非常精美，即便是那些复杂的塔板效率计算图，也清晰到可以直接用于现场的初步估算。当然，如果配套一些更贴近现代工业软件（如 Aspen Plus 或 ChemCAD）的案例演示，那就更加完美了，但就其作为基础原理参考书的定位而言，它已经做到了极致。

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说实话，刚拿到这本厚重的“砖头书”时，我的第一反应是“这得啃到什么时候去？”它那近乎苛刻的数学严谨性，对于习惯了“直接给公式、给结论”的快餐式学习的读者来说，无疑是个巨大的挑战。翻开任何一章，扑面而来的都是偏微分方程和复杂的迭代求解过程。我花了整整一个周末，才勉强啃下关于膜分离技术那一章的阿伦纽斯方程的推导。作者的叙述风格是那种典型的、毫不妥协的学院派，他似乎默认读者已经完全掌握了高等数学和热力学基础。这造成了一个后果：对于那些侧重于操作层面和故障排除的工程师来说，这本书可能会显得过于“形而上学”。它更像是一部给未来理论研究人员准备的“圣经”，而不是给车间操作人员的“工具箱”。不过，也正因为这种深入骨髓的理论支撑，当你真正理解了扩散与对流在分离过程中的动态平衡时，你会发现，那些所谓的“黑箱”操作，其实都变得可以预测和优化了。我个人非常欣赏它在阐述相图变化趋势时所使用的那种几何直觉的描述，这比单纯的代数推导更容易让人建立起对过程的整体认知。

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这本书的翻译质量（假设我读的是译本）实在是让人捏了一把汗。很多关键术语的中文对应词汇使用得过于生僻或不一致。比如，书中对“Hold-up”的理解，在不同章节中似乎有细微的语义漂移，有时是塔板上的液体持液量，有时更偏向于反应器内的停留时间分布。这种不确定性在处理精确计算时是致命的。此外，排版上对希腊字母和数学上下标的处理也常常出现错位，使得阅读体验大打折扣。我清晰地记得在推导精馏塔最小回流比的图形法时，图中的坐标轴标签几乎让人无法辨认，我不得不对照英文原版进行二次确认。尽管如此，本书在“设计方程”这一部分的处理依然是无懈可击的。它详尽地介绍了 McCabe-Thiele 法和 Fenske-Underwood-Gilliland（FUG）方程的每一步推导和适用性边界，这种对经典方法的全面梳理，是市面上其他教材难以匹敌的。它教会我的，是如何在资源有限的情况下，依靠基本原理来构建一个合理的初步设计框架。

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这本书的排版和装帧，坦白讲，非常“复古”。纸张的质地虽然结实，但那略微泛黄的颜色和密密麻麻的西文宋体字，总让我感觉像是从上个世纪八十年代的图书馆里借出来的。我特别想吐槽的是，它对流体力学和物质传递的公式引用非常多，但图示部分略显单薄。例如，在讨论湍流边界层对传质效率的影响时，文字描述了三页之久，而一个清晰的、能展示速度梯度和浓度梯度相互作用的简化示意图却缺失了。这使得初次接触这部分内容的读者需要耗费大量精力在脑海中构建那个三维的动态画面。我记得有一次我试图用它来快速复习吸附过程的动力学模型，结果发现书中对Langmuir和Freundlich等经典模型的历史背景和适用范围的区分不够明确，需要频繁地跳转到附录的补充材料中去核对。如果能增加一些现代分离技术，比如超临界流体萃取的先进案例分析，而不是将重点完全放在传统的精馏和吸收上，这本书的实用价值可能会更上一层楼。

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在我看来，这本书最大的优点在于其无与伦比的深度和对“为什么”的执着追问。它不是简单地罗列分离技术的种类，而是花了大量的篇幅去探究每一种分离机制背后的驱动力——无论是熵的最小化，还是化学势的梯度。对于我这种喜欢“刨根问底”的学者来说，这种严谨性是致命的吸引力。然而，这种深度也带来了一个不可避免的副作用：学习曲线陡峭得令人望而生畏。我曾试图向我的几位经验丰富的工艺师推荐这本书，但他们普遍反映，书中过于偏重解析解和稳态分析，对于化工生产中常见的动态响应和过程控制的瞬态变化讨论得太少了。他们更希望找到一本能够快速指导他们如何调整塔顶回流比或优化操作压力的实战手册，而不是一本需要用微分方程来论证“为什么回流比应该增加0.1”的理论著作。所以，这本书无疑是化工分离领域的经典基石，但它更偏向于学术殿堂的奠基石，而非面向工业应用的前线指南。

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