Scale-up in Chemical Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley-VCH

作者:Marko Zlokarnik

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2006-4-3

价格:USD 185.00

装帧:HRD

isbn号码:9783527314218

丛书系列:

图书标签:

化学工程
化工过程
规模化生产
过程设计
反应工程
传递现象
过程控制
工业化学
化工设备
过程强化

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具体描述

Covering the important task of the scale-up of processes from the laboratory to the production scale, this easily comprehensible and transparent book is divided into two sections. The first part details the theoretical principles, introducing the subject for readers without a profound prior knowledge of mathematics. It discusses the fundamentals of dimensional analysis, the treatment of temperature-dependent and rheological material values and scale-up where model systems or not available or only partly similar. All this is illustrated by 20 real-world examples, while 25 exercises plus solutions new to this edition practice and monitor learning. The second part presents the individual basic operations and covers the fields of mechanical, thermal, and chemical process engineering with respect to dimensional analysis and scale-up. The rules for scale-up are given and discussed for each operation. Other additions to this second edition are dimensional analysis of pelleting processes, and a historical overview of dimensional analysis and modeling, while all the chapters have been updated to take the latest literature into account. Written by a specialist with more than 40 years of experience in the industry, this book is specifically aimed at students as well as practicing engineers, chemists and process engineers already working in the field.

好的，这是一份关于一本假设的书籍的详细简介，该书的书名暂定为《流体力学基础与应用》，内容涵盖流体力学原理、经典应用案例以及现代计算方法。 --- 流体力学基础与应用：从宏观现象到微观机制作者： [此处可插入虚构作者姓名] 出版社： [此处可插入虚构出版社名称] 出版日期： [此处可插入虚构日期] 内容概要《流体力学基础与应用》是一部全面深入的教科书与参考手册，旨在为工程、物理、环境科学以及化学等领域的学生和专业人士提供坚实的流体力学理论基础，并展示这些原理在实际工程问题中的广泛应用。全书结构严谨，逻辑清晰，从流体力学的基本概念出发，逐步深入到复杂的非线性问题和先进的数值模拟技术。本书的独特之处在于其对理论推导的详尽阐述与对工程实例的紧密结合。我们不仅关注于牛顿流体和不可压缩流动的经典分析，更将篇幅投入到可压缩流动、湍流理论以及新兴的微尺度流体动力学领域。通过大量的图表、算例和实践挑战，读者将能够建立起从宏观尺度到微观机制的完整认知框架。详细章节结构与核心内容本书共分为五大部分，涵盖了流体力学从基本定律到前沿技术的全貌。第一部分：流体力学基础与控制方程本部分奠定了整个学科的数学和物理基础。第一章：流体力学的基本概念与物质描述本章引入了流体与固体的本质区别，定义了流体的基本性质（如密度、粘度、表面张力）。重点阐述了描述流体的两种主要方法——拉格朗日观点和欧拉观点，并详细讨论了流场参数（如速度场、压力场）的描述。引入了流线、迹线和脉线等概念，帮助读者建立空间和时间的直观联系。第二章：流体力学的守恒定律（控制方程的推导）这是全书的核心理论基石。本章严格推导了三个基本的守恒定律在流体运动中的数学表达形式： 1. 质量守恒（连续性方程）：针对不同坐标系下的形式推导。 2. 动量守恒（纳维-斯托克斯方程）：详细推导了牛顿流体的动量方程，包括惯性项、压力梯度项、粘性项和外力项的物理意义。 3. 能量守恒方程：阐述了热力学第一定律在流体运动中的应用，涵盖了粘性耗散和热传导的影响。第三章：流体的本构关系与特殊流体本章聚焦于流体应力与应变率之间的关系。详细讨论了牛顿流体、非牛顿流体（如幂律流体、剪切增稠/稀化流体）的本构方程。此外，还引入了理想流体、粘性流体、可压缩流体和不可压缩流体的定义，为后续章节的简化奠定基础。第二部分：无粘流与经典内部流动分析本部分侧重于在简化假设下（如忽略粘性）对流体运动的解析求解。第四章：无粘流体与欧拉方程在零粘性假设下，导出欧拉方程。重点讲解了伯努利方程的严格推导及其应用范围的限制。通过势流理论，引入了速度势和流函数，为二维势流的求解奠定了基础。第五章：粘性流动的基本解析解本章回归粘性效应，分析了在低雷诺数下可以忽略惯性项的简单流动问题。详细分析了泊肃叶流（Poiseuille flow）在圆管和二维平板间的经典解，并求解了库埃特流（Couette flow）。通过这些案例，读者可以直观理解粘性边界层和剪切应力的作用。第六章：内部管路流动与能量损失将前述理论应用于实际的管道系统分析。深入探讨了圆管中的充分发展湍流流动，包括达西-韦斯巴赫摩擦因子的推导（如哈根-泊肃叶公式），并介绍了摩擦系数图（Moody图）的实际应用。分析了局部损失（如阀门、弯头）的计算方法，并讲解了管路系统的优化设计。第三部分：边界层理论与外部流动本部分是理解复杂流体与固体表面相互作用的关键。第七章：边界层理论基础系统介绍普朗特边界层理论的建立过程。详细分析了流动分离现象及其对气动/水动力的影响。通过普朗特输运系数的概念，为理解湍流输运做了铺垫。第八章：平板上的边界层流动聚焦于二维平板上的流动问题。推导了层流边界层（Blasius解）的近似解，并讨论了边界层转捩（Transition）现象。外部流场对平板表面压力的影响（如绕流体积分压力分析）。第九章：绕流体物体的阻力与升力将边界层和伯努利原理结合，分析了翼型绕流的空气动力学基础，包括阻力（摩擦阻力和压差阻力）和升力的产生机制。讨论了尾流和分离对物体性能的负面影响。第四部分：可压缩流动与高速效应本部分处理速度接近或超过声速时的流体行为。第十章：等熵流动与声速定义了马赫数，并推导了可压缩流动的基本关系式，特别是等熵流动的关系。详细分析了驻点、静温和静压的概念，并计算了关键的拉瓦尔喷管的几何特性。第十一章：激波现象与正激波深入研究了当流动速度超过声速时产生的冲击波——正激波。利用雷诺-休梅克方程（Rankine-Hugoniot Relations）分析了激波前后的压力、温度和马赫数的变化规律。讨论了斜激波在二维流场中的应用。第十二章：流动的控制与喷管设计将激波理论应用于实际的火箭和航空喷管设计，包括超音速和亚音速区域的匹配问题。探讨了扩散器和进气道的设计原则，以有效控制气流速度和压力。第五部分：湍流、数值方法与先进主题本部分面向更高级的工程应用和现代研究方法。第十三章：湍流理论基础湍流流动的随机性和统计特性描述。详细介绍雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的推导及其固有的封闭性问题。重点阐述零方程、单方程（如 Spalart-Allmaras）和两方程（如 $k-epsilon$ 模型）湍流模型的基本原理和适用范围。第十四章：计算流体力学（CFD）导论介绍现代工程分析工具CFD的原理。讨论了离散化技术（有限差分法、有限体积法），并概述了求解 Navier-Stokes 方程的主要算法（如 SIMPLE 算法）。强调了网格生成、收敛性、稳定性和物理模型选择在CFD应用中的重要性。第十五章：微尺度流体与新兴技术本章探讨了在微米/纳米尺度下，流体行为的特殊性。讨论了低克努德森数流动的特征，如表面效应的主导作用。初步介绍了几种先进技术，如微流控芯片中的液滴生成与操控，以及颗粒悬浮液的动力学。本书的特色与目标读者目标读者：本书适合于本科高年级及研究生层次的学生，以及需要进行流体力学设计、分析和研究的工程师和科研人员。教学特色： 1. 实例丰富：穿插了数十个详细的工程算例，覆盖化工过程、航空航天、水利、生物医学等多个领域。 2. 理论严谨：所有核心方程均提供清晰的数学推导，确保读者对原理的理解深入到位。 3. 计算整合：附带的练习部分鼓励读者使用现代CFD软件对解析解进行验证，实现理论与计算的有机结合。 4. 习题系统：每章末尾均包含难度分级的习题，涵盖概念验证题、计算题和开放性分析题，以强化学习效果。通过系统学习《流体力学基础与应用》，读者将具备分析和解决复杂流体流动问题的能力，无论是处理管道输送、空气动力设计还是复杂的反应器内部流动，都能得心应手。