具体描述
《化工基础实验仿真与工程设计》是一本旨在为化工领域的学生和专业人士提供全面指导的实践性著作。它深入浅出地讲解了化工基础实验的核心概念、操作流程以及数据分析方法，并将其与现代工程设计理念相结合，为读者构建了一个从实验验证到实际应用的全方位知识框架。 本书的内容涵盖了化工领域最基础也是最重要的实验模块，包括但不限于： 流体输送与混合单元操作： 读者将学习到泵、风机等流体输送设备的原理、选型与操作，以及搅拌器、混合器的设计与应用。实验部分会详细介绍流体流动特性、压降计算、混合效率的评估等，并通过仿真软件模拟不同工况下的流体行为，帮助理解放大效应和混合不均匀性问题。工程设计部分则会引导读者根据具体需求，设计高效、节能的流体输送和混合系统，并考虑管道布置、阀门选择等细节。 传热与传质单元操作： 本部分将聚焦于化工生产中至关重要的传热与传质过程。读者将深入了解换热器的原理、类型、设计与操作，以及蒸馏、吸收、萃取等分离单元的操作与优化。实验部分会通过实际操作，测量传热系数、吸收率等关键参数，并分析影响因素。仿真模拟将用于预测不同操作条件下设备的性能，以及优化分离过程的效率。工程设计部分则会教授如何根据物料特性、生产规模和经济性要求，选择和设计合适的传热与传质设备，解决热量回收、产品纯化等实际问题。 反应工程与催化剂： 反应器是化工生产的核心，本书将详细阐述不同类型反应器的设计原理、操作条件与放大效应。读者将学习到反应动力学、催化剂的作用机制、催化剂的选择与失活分析。实验部分将通过实际反应，测量反应速率、转化率、选择性等，并研究不同反应条件的影响。仿真工具将用于模拟反应过程，预测产品分布，并优化反应器操作参数，以提高产率和选择性。工程设计部分将指导读者根据反应特性，选择合适的反应器类型，设计反应器尺寸、操作方式，并考虑安全、环保等因素。 过程控制与安全： 现代化工生产离不开先进的过程控制技术。本书将介绍PID控制、先进控制策略等在化工过程中的应用。读者将学习如何建立过程模型，进行系统辨识，并设计和实现最优控制方案。同时，本书也高度重视化工过程的安全问题，将涵盖危险性分析、安全仪表系统（SIS）设计、事故预防与应急响应等内容。实验和仿真部分将结合具体案例，演示如何利用控制系统来稳定操作、提高产品质量，并模拟潜在的危险场景，学习如何规避风险。工程设计部分则会将过程控制与安全设计有机结合，确保整个化工过程的稳定、高效与安全运行。 化工过程模拟与优化： 紧随理论与实验，本书将重点介绍如何利用主流的化工过程模拟软件（如Aspen Plus, HYSYS等）来构建、模拟和优化整个化工流程。读者将学会如何建立详细的物料衡算和能量衡算模型，如何对模拟结果进行灵敏度分析和优化，以达到降低成本、提高效率、减少环境影响等目标。通过模拟，读者可以对新工艺进行可行性评估，对现有装置进行技改升级，从而大大缩短研发周期，降低投资风险。 本书的特色在于其理论与实践的深度融合。每一章节都配有详实的实验步骤、典型的实验数据分析方法以及相应的工程设计案例。通过仿真软件的介入，读者不仅能够理解实验原理，更能够直观地观察复杂过程的行为，并将其与实际工程设计紧密联系起来。此外，本书在编排上注重知识的递进性，从基础单元操作到复杂的集成流程，层层深入，帮助读者建立起扎实的化工工程基础。 无论是初涉化工领域的学生，还是希望提升实践与设计能力的工程师，《化工基础实验仿真与工程设计》都将是您不可或缺的学习伙伴。它将为您打开一扇通往创新与高效化工工程设计的大门。
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