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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kirk-Othmer

出品人:

页数:900

译者:

出版时间:2006-9

价格:3126.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471485018

丛书系列:

图书标签:

• 化学科技
• 化学工程
• 化学工业
• 百科全书
• 技术手册
• 化学工艺
• 材料科学
• 工业化学
• 化学反应
• 应用化学

化学工程原理与实践：从基础理论到前沿应用 本书全面系统地阐述了现代化学工程学的核心原理、关键技术及其在工业生产中的广泛应用。全书内容紧密围绕化学过程的优化、放大与控制展开，旨在为化学、化工、材料、环境等相关领域的学生、工程师和研究人员提供一本权威且实用的参考手册。 本书的编写严格遵循化学工程学科的逻辑结构，从物质和能量的守恒定律出发，逐步深入到复杂的反应动力学、分离技术和过程控制系统。我们力求在保证理论深度和严谨性的同时，充分展现化学工程的实践性和交叉性，使其成为连接基础科学与工业现实的桥梁。 --- 第一部分：化学工程基础 (Fundamentals of Chemical Engineering) 本部分奠定了理解整个化学工程体系的理论基石。 第一章：物质的量与能量的平衡 本章深入探讨了化工过程中的基本守恒定律。详细分析了组分平衡（物质衡算）和能量平衡（热力学第一定律）在间歇、连续操作下的应用。重点介绍了湿空气处理、燃烧计算以及复杂多相体系中的热量传递过程。讨论了理想气体与真实气体状态方程的适用性，并引入了化学热力学的基础概念，如吉布斯自由能、平衡常数及其对反应方向和转化率的影响。 第二章：流体力学 (Fluid Mechanics) 流体力学是理解设备设计与操作的前提。本章涵盖了流体静力学、流体动力学的基础方程，如牛顿粘性定律、雷诺数。重点剖析了管道内和设备内部的流体流动特性，包括层流与湍流的判断、沿程和局部阻力的计算。详细介绍了各种常用流体设备（泵、压缩机、搅拌器）的工作原理、选型依据及效率分析。对非牛顿流体的特性和处理方法也进行了专题介绍。 第三章：热量传递 (Heat Transfer) 本章系统阐述了热量传递的三种基本机理：传导、对流和辐射。详细分析了傅里叶定律、牛顿冷却定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。在对流传热部分，重点讲解了无相变和有相变过程中的传热系数计算，以及在换热器设计中的应用。深入讨论了管式换热器、列管式换热器等核心设备的结构设计、污垢因子处理和热损失估算。 第四章：质量传递 (Mass Transfer) 质量传递是实现物质分离与净化的核心机制。本章首先介绍了扩散定律（菲克定律）和对流扩散的差异。重点讲解了气-液、液-液、固-液体系中的传质过程，包括物质传递的驱动力（化学势梯度）和阻力分析。详细介绍了基于扩散和对流的传质系数的确定方法，为后续的分离操作奠定了理论基础。 --- 第二部分：单元操作与设备 (Unit Operations and Equipment) 本部分将理论知识应用于具体的工业单元操作，是化学工程的实践核心。 第五章：流体设备与操作 本章专注于流体输送、混合和分离设备。详细解析了离心泵、容积泵的性能曲线与选型，以及气体压缩机的设计要点。搅拌器和混合器的设计参数（如功率消耗、混合时间）的计算方法被详尽阐述。此外，对固-液分离技术如过滤、沉降和离心分离的原理和设备应用进行了深入探讨。 第六章：传热设备与操作 聚焦于工业生产中最常见的传热设备——换热器。除了基础设计外，本章重点讨论了特殊换热器的设计，如板式换热器、波纹管换热器。讲解了如何利用热流体（蒸汽、热水、冷却水）对工艺物流进行精确控温，并探讨了高效热回收系统的集成。 第七章：蒸馏 (Distillation) 蒸馏作为最重要、应用最广的液-液分离技术，在本章得到重点覆盖。系统介绍了平衡关系、气液平衡常数（K值）的确定。详细解析了理想混合物和非理想混合物的精馏过程，包括恒沸点、回流比、理论塔板数计算。对间歇精馏、分批精馏、带侧线采出的精馏塔设计和操作优化进行了详尽的案例分析。 第八章：吸收、萃取与结晶 本章涵盖了其他关键的传质分离技术。 吸收与汽提： 讲解了吸收塔的设计、操作线与平衡线的绘制，重点分析了溶剂的选择和吸收剂的再生过程。 萃取： 阐述了液-液萃取的原理，包括萃取体系的相图分析、萃取级数的计算以及萃取设备的类型（如萃取塔、离心萃取机）。 结晶： 介绍了过饱和度的产生、晶体生长动力学以及不同类型结晶器（如冷却结晶器、蒸发结晶器）的设计与操作，强调了晶体形态对后续处理的影响。 --- 第三部分：化学反应工程 (Chemical Reaction Engineering) 本部分关注反应过程的设计与优化，是实现化学转化的核心。 第九章：化学反应动力学 深入探讨了反应速率的量度、反应级数、表观活化能的测定。重点讲解了反应机理、催化剂的活性与选择性，以及不同类型反应器（如均相、多相催化反应）的动力学模型。引入了阿累尼乌斯方程和过渡态理论，为反应过程的温度敏感性分析提供理论依据。 第十章：反应器设计与放大 本章将动力学知识应用于反应器设计。详细分析了理想搅拌釜反应器 (CSTR) 和理想活塞流反应器 (PFR) 的设计方程，并讨论了返混对转化率的影响。针对多相反应，如气-固催化反应，详细介绍了固定床反应器和流化床反应器的设计、流型和热管理问题。特别关注了反应器的热效应——绝热操作与等温操作的选择及温度控制策略。 第十一章：非理想反应与多相反应 本章处理复杂反应体系。讨论了返混对反应的影响（如通过RTD方法分析）。深入研究了多相催化反应的孔隙扩散和表面反应的耦合效应（WinF-Westerterp模型），以及生物化学反应器（如发酵罐）的设计特点与氧传递限制。 --- 第四部分：过程控制与优化 (Process Control and Optimization) 本部分将视角提升到整个工厂层面的自动化和效率管理。 第十二章：过程检测与控制系统 介绍了工业过程中常用的测量仪表，如温度、压力、流量和液位的传感器和变送器。详细阐述了反馈控制、前馈控制的基本原理，重点解析了比例-积分-微分 (PID) 控制器的整定方法（如Ziegler-Nichols法）。对复杂系统的解耦控制和模型预测控制 (MPC) 的基础概念进行了介绍。 第十三章：过程安全与环境工程 强调了化学工程在保障安全和环境友好方面的重要性。讨论了过程安全管理 (PSM) 的核心要素，如危险与可操作性分析 (HAZOP)。在环境工程方面，详细介绍了废水处理（如活性污泥法）、废气净化（如催化氧化、吸收）的化学工程原理和设备应用，旨在实现清洁生产。 --- 本书特点： 1. 理论与工程实践紧密结合： 每章均包含大量的工程案例和实际操作参数的讨论。 2. 注重计算方法： 提供了大量可直接用于工业设计的计算步骤和图表。 3. 涵盖前沿技术： 包含了反应器放大、过程安全、以及现代控制方法的导论性内容。 本书是化学工程领域学习、研究和实践不可或缺的工具书。

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这本书的定价确实不低，这对于预算有限的个人用户来说是个不小的门槛。我购买它主要是通过图书馆的馆藏资源，但即便如此，我也强烈建议我的同事们也去申请部门预算购置一本。原因在于，它的“工具性”价值是无可替代的。我发现自己越来越少地去搜索引擎上进行碎片化的信息搜索了。过去，我可能需要花半天时间在各种数据库和论坛里拼凑一个完整的工艺流程图，而现在，我可以直接翻阅这本书，找到一个结构完整的、经过专业人士系统梳理的框架。这种从无序信息到结构化知识的转化效率，是任何在线资源目前都难以比拟的。更重要的是，它提供了一种标准化的语言和思考模型，这对于跨部门沟通和撰写规范的实验报告至关重要。虽然价格高昂，但从长远来看，它为我节省下来的时间成本和避免错误引入的损失，远远超过了购买它的花费。它更像是一种基础设施投资，而不是简单的消费品。

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这本书的深度，说实话，远超出了我最初的预期。我原本以为它会更侧重于基础化学原理的综述，但深入阅读后发现，它在工业化应用和最新的工艺优化方面的内容占据了相当大的篇幅。比如，关于催化剂的最新发展，它不仅罗列了现有的主流技术，还详细分析了不同催化剂体系在选择性、寿命和成本控制上的权衡，分析得非常透彻，不是那种浮于表面的介绍。特别是关于绿色化学和可持续发展的章节，作者们似乎下了很大功夫去整合全球范围内的前沿实践，引用了大量近五年的文献，这保证了内容的时效性。阅读过程中，我几次发现自己因为对某个细节产生了兴趣，结果一头扎进去，忘记了原本要查阅的主要内容，直到花费了额外的一个小时才理清思路。这说明这本书的“钩子”很多，每一个知识点都似乎在邀请你进行更深层次的探索，而不是仅仅满足于表面知识的陈述。

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这本书的装帧实在让人眼前一亮，拿到手的时候就感觉沉甸甸的，非常有分量，这年头能看到这种用心做出来的实体书越来越少了。我特意选了精装版，封面设计简约大气，那种深沉的蓝色调搭配烫金的书名，一看就知道是下了血本的专业典籍。内页的纸张质量也相当出色，光滑且不反光，即使长时间阅读眼睛也不会觉得特别疲劳。不过，说实话，作为一本工具书，它在便携性上就有点吃亏了，每次想查阅点什么，都得把它像抱块砖头一样抱到书桌前，不大适合通勤路上翻看。但我猜想，这厚度也正是它内容丰富性的直观体现吧。我特别喜欢它侧边切口的工艺，平整且清晰，每一次翻页都能感受到那种纸张的质感，这对于经常需要查阅资料的人来说，是一种小小的仪式感。尽管它很重，但拿在手里却有一种踏实感，仿佛知识的重量都凝聚在了这几磅纸张里。我希望未来的版本能在保持这种品质的同时，考虑出一个稍微轻量化的印刷选项，或许能让更多的学生和初入职场的工程师也能轻松拥有它。

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初次翻阅时，我最直接的感受是其排版的极度清晰和逻辑的严密性。它不像某些科技文献那样，把公式和文字挤得密不透画，而是留有足够的行距和页边距，使得信息的分层和组织一目了然。特别是那些复杂的化学流程图和晶体结构示意图，印刷得非常锐利，即便是非常细微的线条和标注也能看清楚，这在处理高精度的技术细节时至关重要。我尝试搜索了几个我正在进行的项目中遇到的特定反应机理，发现这本书的索引系统设计得异常高效，几乎是直觉性的就能定位到相关的章节，这极大地节省了我查找资料的时间。而且，它的术语表部分做得极为详尽，对于一些跨学科的新兴词汇，都有清晰的定义和来源说明，这对于我这种需要横跨有机合成和材料科学两个领域的科研人员来说，简直是福音。总的来说，从阅读体验的角度来看，它提供了一个非常友好的知识获取界面，让人愿意沉浸其中，而不是被格式所困扰。

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从一个跨学科学习者的角度来看，这本书的跨度之大令人叹服，但同时也带来了一定的阅读挑战。它似乎试图构建一个全面的化学技术知识体系，从基础的物理化学原理，一直延伸到高分子材料的加工技术，再到精细化工产品的市场应用趋势，几乎无所不包。这种广度固然是它的优势，意味着你可以在一本书中找到大部分你需要的参考信息，不用频繁更换工具书。然而，这也意味着在某些极度细分的领域，它的讨论深度可能不如专门针对该领域的单行本。比如，在涉及某个特定半导体材料的薄膜沉积工艺时，它提供了一个宏观的概述，但对于参数控制的微调、设备选型的具体考量，就显得略微简略了，我不得不借助其他更专业的期刊去补充。所以，我认为这本书更适合作为知识的“地图”和“总纲”，让你知道哪个领域在哪里，如何入门，但要成为该领域的“专家”，可能还需要在这个地图上进行多次深入的实地考察。

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