化工原理辅导与习题解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:215

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出版时间:2009-8

价格:21.80元

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isbn号码:9787560953588

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化工原理：原理、方法与应用 这是一本深入探讨现代化学工程基础理论的著作，它不仅系统梳理了化工原理的核心概念，更注重培养读者独立分析问题、解决实际工程挑战的能力。本书旨在为化学工程专业的学生、研究人员以及相关领域的工程师提供一个全面且具有实践指导意义的学习平台。 开篇，本书将读者引入化学工程的广阔天地，阐述其在国民经济和社会发展中的关键地位。从石油化工、精细化工到新能源、新材料等前沿领域，化学工程无处不在，其核心在于对物质和能量的转化与利用。本书将化工原理视为理解这些复杂过程的基石，强调理论与实践的紧密结合。 第一部分：物质的传递——流体力学与单元操作的基石 在化学工程中，物质的传递占据着举足轻重的地位。本书的第一部分将系统性地阐述流体力学的基础理论，为后续单元操作的学习奠定坚实的基础。 流体静力学： 从基本的压强概念出发，深入讲解流体静力学的原理，包括帕斯卡原理、浮力以及流体静力学在设备设计中的应用，如压力容器、储罐等。读者将理解如何计算流体在不同深度下的压强变化，以及如何利用压差进行流动分析。 流体动力学： 本部分将重点介绍流体的运动规律，从伯努利方程的推导与应用出发，分析理想流体和真实流体在管道中的流动行为。我们将详细讲解雷诺数、流体阻力、流速与压降之间的关系，并探讨层流和湍流的判别及其对传质传热效率的影响。针对实际工程中常见的管道、阀门、泵等设备，本书将提供详细的计算方法和设计指导，帮助读者理解如何优化管路设计以降低能耗和提高效率。 量纲分析与相似理论： 为了将实验结果推广到不同尺度和条件下的实际工程，量纲分析与相似理论是不可或缺的工具。本书将系统介绍相似准数，如雷诺数、傅汝德数、马赫数等，并结合实际案例，讲解如何利用相似理论进行模型实验和结果外推，这对于节省实验成本、缩短研发周期具有重要意义。 泵与压缩机： 作为实现流体输送的关键设备，泵和压缩机的原理与选型是流体力学应用的重要环节。本书将深入剖析离心泵、轴流泵、往复泵等不同类型泵的工作原理、性能曲线以及选型依据。同时，针对气体输送，本书也将详细介绍压缩机的类型、工作原理及其在化工流程中的应用。 流体混合： 均匀混合是许多化工过程的前提，本书将探讨不同搅拌器的类型、混合效率的评估方法，以及影响混合效果的因素，如流体粘度、罐体几何形状、搅拌速度等。 第二部分：能量的传递——热力学与热量交换的核心 能量的传递是化学工程过程的另一大核心。本部分将聚焦热力学定律在化学工程中的应用，并深入探讨热量交换的原理与设备。 热力学基础： 从热力学第一定律（能量守恒）和第二定律（熵增原理）出发，系统阐述热力学在化工过程分析中的作用。本书将详细讲解焓、熵、吉布斯自由能等基本概念，以及它们在相平衡、化学平衡和反应热计算中的应用。读者将学习如何利用热力学数据预测反应的可行性、平衡转化率以及过程中的能量消耗。 相平衡： 相平衡是分离过程的基础。本书将详细讲解理想溶液和非理想溶液的汽液平衡、液液平衡以及固液平衡。重点介绍汽液平衡图（如二元组分蒸气压曲线、恒沸点图）的绘制与解读，以及塔设备（如精馏塔、吸收塔）的设计原理，如何通过相平衡数据来确定操作线和平衡线，从而优化分离效率。 化学反应工程入门： 本部分将简要介绍化学反应动力学基础，包括反应速率方程、反应级数、表观活化能等概念。初步探讨反应器类型（如间歇反应器、连续搅拌釜反应器、管式反应器）的设计原则，以及如何考虑反应速率、传热和传质对反应器性能的影响。 传热理论： 传热是化工过程中的普遍现象。本书将系统讲解传导、对流、辐射三种传热方式的基本原理。重点分析稳态和非稳态传热问题，并深入探讨传热系数的概念，如何计算总传热系数以及影响传热效率的因素。 热交换器： 热交换器是实现高效热量传递的关键设备。本书将详细介绍管壳式换热器、板式换热器、翅片管换热器等常见类型换热器的结构、工作原理、传热计算以及选型方法。通过实例分析，读者将掌握如何设计和操作换热器以达到最佳的传热效果和节能目标。 蒸发与结晶： 蒸发与结晶是浓缩和固液分离的重要单元操作。本书将分别阐述蒸发器的类型（如单效、多效、再压蒸发）、工作原理、传热与物质衡算，以及影响蒸发速率的因素。同时，结晶过程也将被详细解析，包括结晶机理、晶型控制、设备选型（如强制循环结晶器、刮刀式结晶器）等。 第三部分：物质的转化——分离技术与反应器的深度解析 物质的转化是化学工程的本质。本部分将深入探讨各种分离技术和反应器的原理、设计与应用。 质量传递与单元操作： 质量传递是实现物质分离和转化的基础。本书将系统讲解质量传递的机理，包括分子扩散和对流扩散。在此基础上，详细阐述吸收、精馏、萃取、吸附、膜分离等主要分离单元操作的原理、设备类型、计算方法和工程应用。例如，在吸收操作中，我们将分析吸收剂的选择、吸收塔的设计（如填料塔、板式塔）、吸收速率的计算以及传质系数的影响。 精馏设计与操作： 精馏作为最常用的液液分离技术，本书将投入大量篇幅进行讲解。从平衡关系出发，系统介绍塔板效率、最小回流比、最小塔板数等概念，并详细阐述McCabe-Thiele法、X-Y图法等精馏计算方法。同时，本书也将探讨连续精馏与间歇精馏的特点、操作的优化以及非理想精馏的案例分析。 吸收与吸附： 吸收和吸附是气体净化和物质回收的重要手段。本书将详细介绍吸收过程中的传质与传热耦合，并重点讲解吸附剂的选择、吸附平衡关系（如Langmuir吸附等温线）、吸附动力学以及吸附设备的类型（如固定床吸附器、移动床吸附器）。 萃取与结晶： 萃取作为液液分离的重要方法，本书将讲解萃取理论、萃取设备（如萃取塔、混合澄清槽）的设计与操作。结晶过程也将被深入解析，包括结晶机理、晶型控制、影响结晶过程的因素以及不同类型的结晶设备。 化工反应器设计： 本部分将更深入地探讨各类反应器的设计与优化。从反应动力学出发，结合传质和传热效应，详细讲解理想反应器模型（如CSTR、PFR）的数学描述和计算。同时，也将介绍非理想反应器的表征方法（如停留时间分布）以及多相反应器（如固定床催化反应器、流化床反应器）的设计与操作要点，并重点分析催化反应器的设计原则、催化剂的选择与失活问题。 过程强化技术： 随着现代化工技术的发展，过程强化技术成为提高效率、降低能耗、减少污染的重要途径。本书将介绍微反应器、膜反应器、超声波强化、微波强化等新兴技术，并分析其在化学工程过程中的应用前景。 第四部分：过程集成与优化——系统化思维的实践 化工原理的应用最终体现在对整个工艺过程的系统化设计、分析与优化。本部分将引导读者从宏观角度审视化工过程。 物料衡算与能量衡算： 这是所有化工过程分析的基础。本书将通过大量实例，详细讲解如何建立和求解复杂的物料衡算和能量衡算方程组，并强调在衡算过程中需要注意的关键点和简化方法。 流程模拟与优化： 流程模拟软件（如Aspen Plus, HYSYS）是现代化工设计的重要工具。本书将介绍流程模拟的基本原理和方法，并通过案例演示如何利用模拟软件对化工过程进行设计、分析和优化，包括操作参数的调整、设备选型的比较以及经济效益的评估。 过程控制基础： 稳定且高效的运行离不开有效的过程控制。本书将介绍过程控制的基本概念，如反馈控制、前馈控制、比例-积分-微分（PID）控制器等，并探讨其在化工生产中的应用。 安全与环保： 化学工程过程的设计必须将安全与环保置于首位。本书将探讨化工过程的潜在危险源，如易燃易爆物质、有毒有害气体等，并介绍风险评估、安全联锁系统、应急预案等安全管理措施。同时，也将介绍化学工程在环境保护方面的应用，如废水处理、废气治理、固体废弃物处理等。 经济性分析： 任何化工过程的设计和运行都必须考虑经济性。本书将介绍化工过程的投资估算、操作成本计算、盈利能力分析等经济性评估方法，并探讨如何通过工艺优化来提高经济效益。 本书的特点： 理论与实践并重： 理论讲解深入浅出，同时辅以大量的实际工程案例和计算实例，帮助读者理解抽象理论在实际生产中的应用。 系统性与全面性： 涵盖了化工原理的主要知识点，构建了一个完整的知识体系，为读者提供了一个全面学习的平台。 启发性与引导性： 强调培养读者的分析能力和解决问题的能力，鼓励读者独立思考，形成自己的工程判断。 前沿技术的引入： 适时引入过程强化、绿色化工等现代化工技术，展现化工领域的发展趋势。 通过本书的学习，读者将能够： 扎实掌握化工原理的核心概念和基本理论。 熟练运用流体力学、热力学、质量传递等基本原理进行工程计算和分析。 理解各种单元操作和反应器的设计原理及操作要点。 初步掌握流程模拟和过程优化的方法。 建立系统化的工程思维，能够从整体上把握化工过程。 认识到安全、环保和经济性在化工工程中的重要性。 本书适合化学工程、应用化学、制药工程、环境工程等相关专业的本科生、研究生作为教材或参考书，也适合从事相关领域工作的工程师和研究人员。

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这本书的封面设计，坦白说，第一眼并没有给我留下特别惊艳的印象，那种传统的教科书风格，方正的字体和略显朴素的色调，让人感觉它可能只是一本例行公事的参考书。然而，当我翻开内页，特别是看到那些密集的公式推导和详尽的步骤解析时，一种踏实的专业感油然而生。编排的逻辑性非常强，章节间的衔接犹如一条精心铺设的管道，知识点层层递进，从最基础的物料衡算过渡到复杂的传热传质过程，整个学习路径清晰可见，几乎不需要额外的导图就能理清头绪。特别是对于那些初次接触化工原理的学子而言，这种结构化的呈现方式极大地降低了入门的门槛。尽管内容严谨，但排版上并没有一味追求“满”，适当的留白使得在演算和标注时有足够的空间，这对于需要反复翻阅和批注的教材来说，是极为人性化的细节处理。整体而言，它散发出一种沉稳可靠的气息，像是一位经验丰富的老教授，不事张扬，但每一个字都掷地有声，让人愿意沉下心来与其“共处”一段时间。

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这本书的语言风格，用一个词来形容就是“教科书式的精确”，没有太多花哨的修饰词或者过于口语化的表达，每一句话的背后似乎都对应着一个确凿的原理或实验数据。这对于我们这些习惯于在严谨的科学框架内思考的人来说，无疑是一种福音。它不像某些辅导资料那样，为了迎合读者而过度简化或使用模糊的描述，而是坚持用最准确的化工术语进行阐述。我尤其欣赏它在引入新概念时所采用的“定义先行，随后展开”的叙述模式，确保了基本概念的根基牢固。举个例子，在阐述非等温反应器设计时，作者对热力学平衡限制和反应动力学速率常数依赖性的讨论，都做到了丝丝入扣，既不回避理论上的复杂性，又通过清晰的逻辑链条引导读者逐步消化吸收。这种文字的密度和准确性，要求读者必须保持高度的专注力，但也正因如此，每一次攻克一个章节，都会带来实质性的知识积累感，而不是那种“读过了”的虚浮感。

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这本书在结构上的匠心独运，体现在它对知识点“广度”与“深度”的拿捏上，显示出编者对化工原理教学体系的深刻洞察。它并非那种只专注于某一领域的专著，而是涵盖了流体力学、热力学、传热、传质、分离过程等核心模块的完整体系。这种全面性避免了读者需要四处搜集资料来拼凑知识体系的麻烦。然而，它的高明之处在于，即便内容包罗万象，在每一个分支学科的讲述上，都没有流于表面。例如，在涉及精馏塔设计时，书中对 McCabe-Thiele 图解法和 Ponchon-Savarit 法的理论基础和适用范围的界定，清晰明了，并且对收敛判断和操作线构建的细节处理得非常到位，这体现了编者在确保知识完整性的同时，并未牺牲必要的深度。这种平衡感，使得这本书既能作为入门教材的延伸，也能成为专业复习的坚实后盾。

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从学习体验的角度来看，这本书的实用性简直达到了一个令人惊喜的高度。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一套精心设计的“工具箱”。不同于那种纯理论的书籍，这本书在关键的计算环节，往往会并置不同体系下的应用案例，比如将气相反应和液相反应在反应器体积计算上的差异，用对比的方式呈现出来。这种对比不仅加深了理解，更重要的是，它模拟了实际工程中需要面对的复杂性和多样性。我发现自己不再是被动地接受知识，而是开始主动思考：“如果压力条件改变了，这个公式的修正项应该如何选取？” 这种从“知道”到“会用”的跨越，才是辅导书的真正价值所在。此外，书中对一些经典计算题目的拆解步骤，详尽得近乎于“手把手”教学，即便是一个基础的对流换热计算，它也会细致到交代流体性质的查找、雷诺数的判断标准以及最终系数的选择依据，让人无可挑剔。

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阅读这本书的过程中，我深切感受到了一种“循序渐进”的教学艺术。它不是那种一上来就抛出复杂模型和大型方程组的“震慑式”教学，而是始终保持着对学习者心理的体谅。初学者往往会对那些巨大的、涉及多个变量的数学表达式望而却步，而这本书巧妙地采用了“模块化”的解题思路。它先讲解单个物理过程的本构方程，然后在一个一个地将这些单元连接起来，最终构建出整体流程的解题框架。这种拆解的方式，极大地缓解了学习压力，让原本看似难以企及的复杂问题，被分解成了若干个可控的、易于理解的小模块。这种对学习过程的精细化设计，让人在学习过程中始终保持着一种“一切尽在掌握”的信心，这种心理上的正向反馈，对于长期枯燥的工程学习来说，是比任何精美插图都更为宝贵的东西。

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