具体描述
内容简介
本书内容分为冶金宏观动力学、反应器理论和典型冶金反应器操作特
性及解析方法三篇。在选材上，既包括了冶金反应工程学的基本理论和研
究方法，又选入了各类冶金反应器操作解析的典型实例，同时还分类评述
了有关研究的发展概况，供读者进一步深入学习时参考。
本书可以作为钢铁冶金和有色冶炼专业的本科生和研究生教材。
作者简介
作者简介
肖兴国，江西永新
人。1941年出生于重庆，
1964年毕业于北京师范
大学，同 年到东北大学
任教至今。先后在普通
化学、半导体材料、冶
金反应工程学教研室和
冶金传输原理及反应工
程研究室从事教学和科
研工作。著有《冶金反
应工程学》、《冶金反
应工程问题数值解析》
等书，发表有关学术论
文50余篇。1983～1985
年及1990～1991年先后
作为日本名古屋大学及
神户制钢所的访问学者，
1993年任瑞典皇家工学
院理论冶金系访问教授。
现任东北大学教授。主
要研究领域为冶金传输
现象、冶金宏观动力学
及冶金反应工程学。
作者简介
谢蕴国，云南玉溪
人。1938年出生于昆明，
1961年毕业于重庆大学，
1961～1978年在湖南冷
水江钢铁厂从事技术工
作。1978年调到昆明理
工大学（原昆明工学院）
冶金系任教。1991年在
德国阿亨大学进修。现
任昆明理工大学教授。
主要研究领域为冶金反
应工程学及冶金反应动
力学。
目录信息
1绪论
1.1冶金科学的发展及冶金反应工程学
1.2冶金反应工程学的范畴及与相关学科的关系
1.2.1传递过程
1.2.2冶金宏观动力学
1.2.3过程解析
1.2.4比例放大
1.3冶金反应工程学的数学模型
1.3.1反应器内各主要反应的宏观动力学方程
1.3.2反应器内主要传递过程方程
1.3.3衡算方程
1.3.4方程中的系数
1.4冶金反应器的分类
习题
参考文献
第一篇 冶金宏观动力学概论
2气体－固体间反应
2.1引言
2.2不生成固体产物层的无孔颗粒与气体间反应
2.2.1反应过程描述及模型化
2.2.2反应过程数学模型的解
2.3生成固体产物层的无孔颗粒与气体间反应
2.3.1反应过程描述及模型化――缩小的未反应核模型
2.3.2反应过程数学模型的解及讨论
2.3.3反应过程数学模型解的扩展
2.4多孔固体与气体间反应
2.4.1多孔固体的气化反应
2.4.2有固体产物生成的多孔固体与气体间的反应
习题
参考文献
3气体－液体间反应
3.1气泡与液体间反应
3.1.1气泡的形成
3.1.2气泡在液体中的运动
3.1.3气泡与液体间的传质
3.1.4气泡与液体间的反应
3.2持续接触的气液相间反应
3.2.1气液间传质理论概述
3.2.2界膜模型在气液反应中的应用
习题
参考文献
4液体－液体间反应
4.1渣和金属反应概述
4.2渣和金属反应的速度表达式
习题
参考文献
5液体－固体间反应
5.1固体在液态金属中的溶解
5.1.1供热为控制步骤情况
5.1.2液体边界层内扩散为控制步骤情况
5.2浸出过程
5.2.1浸出反应过程
5.2.2浸出过程解析
习题
参考文献
6固体－固体间反应
6.1固体－固体加成反应模型
6.1.1化学反应控制模型
6.1.2扩散控制模型
6.2有气体中间产物的固－固反应模型
6.2.1模型表达式
6.2.2极限情况的讨论
习题
参考文献
第二篇 反应器理论基础
7理想反应器
7.1有关理想反应器的基本概念
7.1.1理想流动模型和理想反应器
7.1.2停留时间、空间时间和空间速度
7.1.3反应器分析与设计的基础
7.2间歇式全混槽
7.2.1基本方程
7.2.2等温操作的解
7.2.3绝热操作的解
7.2.4间歇式全混槽设计计算举例
7.3连续式全混槽
7.3.1基本方程
7.3.2等温等容解
7.3.3连续式全混槽设计计算举例
7.4半连续式全混槽
7.4.1第一种情况的物质衡算方程
7.4.2第二种情况的物质衡算方程
7.4.3热量衡算方程
7.5活塞流反应器
7.5.1基本方程
7.5.2绝热解和等温解
7.5.3活塞流反应器设计计算举例
7.6串联全混槽
7.6.1只有一种流体的情况
7.6.2有两种流体的情况
7.7理想反应器的比较
7.7.1操作特性的比较
7.7.2转化率的比较
7.7.3反应器容积的比较
7.7.4理想反应器数学模型的启示
7.8反应器选择的一般原则
7.8.1单一反应
7.8.2复杂反应
习题
参考文献
8非理想流动反应器
8.1停留时间分布
8.1.1停留时间分布概念
8.1.2停留时间分布函数
8.2停留时间分布函数的数学特性
8.2.1分布的均值t
8.2.2分布的方差σ2
8.2.3δ函数和单位阶梯函数
8.2.4卷积分
8.2.5传递函数
8.3停留时间分布的实验测定
8.3.1刺激－响应实验技术
8.3.2C曲线和E曲线
8.3.3F曲线
8.3.4闭式反应器中不同流动类型的F C和E曲线
8.4停留时间分布信息的应用
8.4.1利用分布的方差判断流动类型
8.4.2利用分布曲线分析流体流动状态
8.4.3利用分布函数预测反应的效率
8.5非理想流动反应器数学模型
8.5.1扩散模型
8.5.2槽列模型
8.5.3组合模型
8.5.4示踪剂法测定技术和非理想流动模型在冶金中的应用举例
习题
参考文献
9搅拌和反应器内液体的混合
9.1搅拌对冶金反应的意义
9.2冶金中应用的搅拌方式
9.3气体搅拌
9.3.1气体搅拌的类型
9.3.2混合时间的实验测定
9.3.3tm与ε之间关系的理论分析
9.3.4气体搅拌功率的计算
9.4机械搅拌
9.4.1搅拌器的主要参数
9.4.2机械搅拌的功率密度
9.5电磁搅拌
9.5.1概述
9.5.2电磁搅拌的类型
9.5.3电磁搅拌的基本理论分析
9.5.4电磁搅拌在冶金中的应用举例
习题
参考文献
第三篇 典型冶金反应器的操作特性及解析方法
10冶金过程的物理模拟
10.1概述
10.1.1模化法――人类认识自然的一种科学的研究方法
10.1.2物理模拟实验的意义
10.1.3物理模拟的一般原则
10.1.4冶金研究中物理模型的分类
10.2相似特征数的求法
11.2.1相似原理――物理模拟的理论基础
10.2.2相似特征数的求法
10.2.3无因次方程的获得
10.3物理模拟实验
10.3.1探索性实验
10.3.2确定物理模型实验条件
10.3.3半严格的物理模型实验
10.3.41：1几何相似比的应用
10.3.5流动显示和测试技术简介
习题
参考文献
11数学模拟和数学模型化方法
11.1数学模型的分类
11.1.1按对现象认识程度的数学模型分类
11.1.2按其他特征的数学模型分类
11.2建立数学模型的步骤
11.2.1初步研究
11.2.2建立数学模型
11.2.3模型参数的估算
11.2.4编制程序和计算
11.2.5数学模型适用性检验
11.3数学模型的选择
习题
参考文献
12冶金气－固反应器
12.1固定床反应器操作特性解析
12.1.1非催化反应等温固定床操作特性解析
12.1.2以气体净化为目的的固定床操作解析
12.2移动床反应器操作特性解析
12.2.1移动床反应器操作解析概述
12.2.2逆流式移动床反应器等温操作解析
12.2.3非等温逆流式移动床反应器内的温度分布
12.3流化床反应器
12.3.1流化床反应器操作解析概述
12.3.2间歇式等温非催化反应流化床反应器的操作解析
12.3.3多段连续式等温流化床反应器的操作解析
12.3.4流化床反应器的两相模型
12.4回转窑反应器
12.4.1回转窑操作特点及数学模型概述
12.4.2回转窑过程数学模型及其应用
习题
参考文献
13冶金气－液反应器
13.1冶金气－液反应器及其数学模型研究概述
13.2氧气射流及液面冲击坑的形状和表面积
13.2.1拉伐尔喷嘴的氧气射流
13.2.2液面冲击坑的形状和表面积
13.3底吹氩钢包流动的数学模型
13.3.1气液两相流模型
13.3.2流函数－涡量法
13.4真空脱气反应器（钢包）的数学模型
13.4.1RH真空脱气过程模型
13.4.2RH真空脱气钢包内钢水流动及脱碳反应模型
习题
参考文献
14冶金液－液反应器
14.1渣金反应为主的冶金反应器操作解析概述
14.2不同接触方式的渣金反应操作解析
14.2.1间歇式持续接触
14.2.2渣滴连续通过金属相的短促接触
14.2.3金属滴连续通过渣相的短促接触
14.2.4连续式渣金两相逆流接触
14.3浸入式喷粉精炼过程数学模型
14.3.1模型假定
14.3.2基本方程的推导
14.3.3渣相中硫化物饱和时的修正
14.3.4数值计算方法及对喷粉实验的模拟计算结果
习题
参考文献
附录I 物理量和化学量的因次
附录Ⅱ 常用无因次特征数
附录Ⅲ 不同坐标系中的Navier－St0kes方程和扩散方程
附录Ⅳ 常用物质的物性值选辑
主题索引
主要符号表
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书中对工程实践的案例分析，是其一大亮点。我发现，作者在讲解完理论知识之后，并没有停留在纸上谈兵，而是非常巧妙地引入了大量的实际工程案例。这些案例涵盖了不同的冶金过程和应用场景，真实地反映了冶金反应工程学在工业生产中的应用。通过对这些案例的分析，我能够更直观地理解书中的理论是如何被应用于解决实际问题的，也能了解到在实际操作中会遇到哪些挑战和难点，以及如何运用所学的知识去应对。这些案例的引入，不仅让理论学习变得更加生动有趣，更重要的是，它能够帮助我将书本上的知识与实际工作联系起来，培养解决实际工程问题的能力。我感觉，这些案例分析就像是把我带入了真实的工厂车间，让我能够身临其境地感受冶金反应工程学的魅力和价值。
这本书的数学推导和公式应用，处理得相当到位。我发现，作者在讲解过程中，并没有回避数学在冶金反应工程学中的重要性，而是将必要的数学推导清晰地呈现出来。当然，他也不是那种纯粹的数学推导堆砌，而是在推导的每一步都给出了详细的解释，并且会强调这个推导的物理意义和工程含义。这让我觉得，数学在这里不仅仅是冰冷的符号，而是承载着深刻的工程原理的工具。而且，对于那些复杂的公式，作者也会给出易于理解的解释，甚至会举例说明如何应用这些公式来解决实际问题。这让我感觉，数学和工程知识在这里是完美地结合在一起的，既有严谨的理论支撑，又有直接的实践指导。
这本书对一些关键概念的解释，可以说是做到了“深入浅出”。我注意到，对于一些冶金反应工程学中非常核心和抽象的概念，比如传质、传热、反应动力学等，作者都给予了特别细致的讲解。他并没有仅仅给出定义，而是会从不同的角度去阐释，比如从微观的分子运动到宏观的工程表现，从理论的数学模型到实际的实验验证。这种多维度的讲解方式，能够帮助我从不同的层面去理解和掌握这些概念，形成一个完整而深刻的认识。有时候，作者还会穿插一些历史的演变过程，介绍某个理论是如何被提出和发展的，这让我更能体会到这些概念的来之不易和其背后蕴含的智慧。这种“化繁为简”的讲解技巧，让我觉得即使是面对那些听起来非常高深的理论，我也能够一步步地去理解和掌握。
在内容编排上，这本书显得尤为精巧和循序渐进。我注意到，作者在设计章节结构时，并没有一股脑地将所有内容倾倒出来，而是根据知识点的逻辑关系，层层递进，由浅入深。从最基础的概念入手，逐步引入更复杂的理论和模型，再到实际的应用和工程案例，整个学习过程就像是攀登一座知识的高峰，每一步都有清晰的指引，让你不会迷失方向。这种结构设计，对于我这种初学者来说，简直是福音。我可以先从基础部分打牢根基，然后逐步攻克难点，每当掌握了一个概念，就会有一种成就感，激励我继续往下学习。而且，每章结束后，作者都会精心设计一些习题或者思考题，这些题目不仅仅是检验学习成果，更重要的是，它们能够引导我主动去思考，去联系实际，去发现知识之间的关联。我感觉这些题目很有挑战性，但又并非遥不可及，恰好能够激发我的潜能。这种“引导式”的学习方法，比单纯的阅读和记忆要有效得多，能够真正地帮助我将书本上的知识内化为自己的理解和能力。
这本《冶金反应工程学基础》的语言风格，给我的第一印象是那种既严谨又不失流畅的学术表达。作者在阐述复杂的理论概念时，并没有一味地堆砌生涩的专业术语，而是尽可能地用一种能够被理解的方式来呈现。当然，这并不意味着它降低了学术的深度，相反，我感觉作者在力求用最简洁、最精确的语言来传达最核心的知识点。有时候，读着读着，你会发现作者会在不经意间抛出一些非常精辟的论断，或者用一个形象的比喻来解释一个抽象的原理，让人恍然大悟。这种“润物细无声”的教学方式，让我觉得特别舒服，不会产生排斥感，反而会激发起我进一步探究的兴趣。我尤其欣赏作者在论述一些争议性或者发展中的概念时，能够客观地呈现不同的观点和学说，并给出自己的分析和见解，而不是简单地断章取义或者偏颇一家之言。这使得这本书不仅仅是知识的罗列，更是一个思想的碰撞和交流的平台。读这本书，就像是与一位经验丰富的学者进行一场深入的对话，你能感受到他知识的广度和深度，以及他对这个领域的热情和思考。这种充满智慧的语言，不仅仅是信息的传递，更是一种精神的启迪，让我对冶金反应工程学这一学科有了更深层次的理解和认识。
从这本书的语言风格和逻辑组织来看，作者显然是一位在这个领域有着深厚造诣的专家。我感觉到，他对冶金反应工程学的每一个环节都了如指掌，并且能够清晰地梳理出它们之间的内在联系。在讲解过程中，他总是能够抓住问题的本质，用最精炼的语言阐述最核心的道理。而且，他的论述逻辑性非常强，每一段话，每一章的衔接都非常自然流畅，不会出现跳跃或者断层的情况。读这本书，就像是跟随一位经验丰富的向导在知识的丛林中穿行，他总能指引我看到最美的风景，避开危险的陷阱。这种高屋建瓴的视角和清晰的逻辑思维，让我受益匪浅，也让我对整个学科的理解上升到了一个新的高度。
这本书的图表运用，是我觉得非常值得称赞的一点。在讲解那些复杂的化学反应机理、工艺流程或者设备结构时，作者并没有仅仅依靠文字来描述，而是大量地使用了各种精美的图表，比如流程图、反应路径图、截面图等等。这些图表不仅直观，而且信息量巨大，能够非常清晰地将抽象的概念具象化。我常常会花很多时间去仔细揣摩这些图表，因为它们就像是作者为我绘制的知识地图，能够帮助我快速理解那些用文字难以言说的细节。而且，图表的绘制风格也十分统一和专业，线条清晰，标注准确，不会出现模糊不清或者误导性的情况。这些图表的存在，极大地降低了我理解的难度，也节省了我大量的时间。我甚至觉得，对于某些特别难理解的部分，一张精心绘制的图表，胜过千言万语。它们不仅仅是辅助性的工具，更是构成这本书内容的重要组成部分，是作者智慧的结晶。
这本书的细节处理，让我觉得作者和出版方都非常用心。我注意到，在一些关键的术语定义、符号表示方面，作者都做出了非常清晰的说明，并且在书中保持了高度的一致性。这避免了我们在阅读过程中因为术语理解上的偏差而产生困惑。此外，书中对于一些容易混淆的概念，作者也会进行比较和区分，帮助我们建立更清晰的认知框架。我甚至发现，在一些脚注或者附录中，作者还会补充一些额外的背景信息或者延伸阅读的建议，这对于我这种喜欢刨根问底的读者来说，简直是太贴心了。这种对细节的极致追求，让我感觉这本书不仅仅是一本知识的集合，更是一件精心打磨的艺术品，充满了人文关怀。
这本书的装帧设计倒是挺用心的，封面的材质和色彩搭配都显得相当专业，给人一种厚重且值得研读的感觉。翻开第一页，纸张的触感也很舒服，不是那种廉价的纸质，印刷也清晰得没话说，就连那些复杂的化学反应式和流程图都展现得淋漓尽致，这点对于我这种视觉型学习者来说，简直是福音。我特别喜欢它在排版上的细节处理，留白恰到好处，不会显得拥挤，每章的标题和小标题都设计得醒目，方便我快速定位需要查找的内容。而且，书的整体尺寸也比较适中，既不会太占书架空间，又方便携带，有时候在咖啡馆或者通勤路上也会忍不住拿出来翻翻，感受一下它带来的那种知识的沉甸甸感。虽然我还没来得及深入阅读书中的每一个字，但仅仅是初步的浏览，就足以让我对作者的严谨态度和出版方的专业水准产生极大的好感。从装帧到排版，再到纸张的质感，每一个环节都透露出一种对知识的尊重，这让我对书中内容充满了期待，相信它会是一本值得我反复品味和珍藏的佳作。甚至连目录的设计都非常人性化，条理清晰，能够让我对整本书的知识体系有一个宏观的把握，然后可以根据自己的需求和兴趣，有针对性地去深入阅读。这种细致入微的考量，让我觉得这本书不仅仅是一本知识的载体，更像是一位循循善诱的导师，在默默地引导着我一步步探索未知的领域。
从这本书的引用文献和参考文献来看，作者显然做了非常充分的资料搜集和研究工作。我留意到，书中引用了大量的国内外权威期刊、经典著作以及最新的研究成果，并且标注得非常详细和规范。这让我感觉到，这本书的内容是非常扎实和可靠的，并非凭空捏造或者一家之言。它能够让你了解到，作者的观点和理论是如何建立在坚实的学术基础之上的，也为你提供了进一步深入研究的线索和方向。对于我这种想要对某个领域进行更深入探索的人来说，这份参考文献列表简直是一份宝藏，能够指引我找到更多有价值的信息和资源。这种严谨的学术态度，让我对这本书的专业性和权威性充满了信心。它不仅仅是一本教科书，更是一个通往更广阔学术世界的入口。
