化學(xué)工程基礎(chǔ)

前言

根據(jù)教育部關(guān)于高等理科教育面向21世紀(jì)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的精神，在高等教育出版社的積極支持和具體組織下，由武漢大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、蘭州大學(xué)和廈門(mén)大學(xué)四校共同編寫(xiě)了這本《化學(xué)工程基礎(chǔ)》教材，供理科化學(xué)專(zhuān)業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)“化工基礎(chǔ)”課程使用。在理科化學(xué)系開(kāi)設(shè)化學(xué)工程方面的課程由來(lái)已久，自建國(guó)以來(lái)其教學(xué)內(nèi)容已由“工業(yè)化學(xué)”、“化學(xué)工藝學(xué)”和“化工原理”逐漸演變成為今日的“化學(xué)工程基礎(chǔ)”。理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的人才，應(yīng)當(dāng)既具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，又具有聯(lián)系實(shí)際分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力?；せA(chǔ)課程擔(dān)負(fù)的任務(wù)是：傳授化工基礎(chǔ)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、提高他們從事應(yīng)用和開(kāi)發(fā)研究的能力，使他們?cè)诳萍汲晒D(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力的過(guò)程中能較好地與工程技術(shù)人員相互配合。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中著重考慮了以下幾點(diǎn)：一、針對(duì)理科學(xué)生缺乏工程技術(shù)知識(shí)的實(shí)際情況，增加了關(guān)于化學(xué)工業(yè)與化工生產(chǎn)過(guò)程的一般性介紹，以便學(xué)生在接受化學(xué)工程知識(shí)之前，對(duì)化學(xué)工業(yè)和化工生產(chǎn)過(guò)程有所了解。二、在“流體流動(dòng)”、“傳熱”和“傳質(zhì)”等三個(gè)傳遞過(guò)程的內(nèi)容中，著重介紹了過(guò)程的基本原理和處理工程問(wèn)題的思想方法，適當(dāng)削減了以設(shè)備設(shè)計(jì)為目的的有關(guān)工科專(zhuān)業(yè)視為重點(diǎn)的內(nèi)容，增加了反映學(xué)科發(fā)展的若干新知識(shí)，如膜分離技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、反應(yīng)與分離聯(lián)用技術(shù)、變壓吸附技術(shù)以及新型加熱技術(shù)等。三、在化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的內(nèi)容中，將基礎(chǔ)知識(shí)單列一章，著重介紹建立數(shù)學(xué)模型的思想方法，同時(shí)將均相反應(yīng)過(guò)程和多相催化反應(yīng)過(guò)程各單列一章，試圖加強(qiáng)有關(guān)內(nèi)容的深度和廣度。四、考慮到現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)和生物技術(shù)的相互滲透，增加了生化反應(yīng)器一章。由于生化反應(yīng)器和化學(xué)反應(yīng)器有許多相似之處，故在介紹了化學(xué)反應(yīng)工程的基本知識(shí)后，再介紹生化反應(yīng)器，所占篇幅不大，但內(nèi)容卻獲得了較寬的拓展，擴(kuò)大了學(xué)生的工程技術(shù)知識(shí)視野。

內(nèi)容概要

本書(shū)是教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果，是“面向21世紀(jì)課程教材”。本書(shū)既介紹了一些傳統(tǒng)的化工過(guò)程及設(shè)備，又介紹了一些化學(xué)工程技術(shù)的新進(jìn)展，內(nèi)容側(cè)重于理科化學(xué)及應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生所必須了解或掌握的化學(xué)工程學(xué)及化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)方面的基本知識(shí)，包括流體流動(dòng)與輸送、傳熱、吸收、精餾、新型分離技術(shù)以及均相反應(yīng)器、氣固相催化反應(yīng)器和生化反應(yīng)器。    本書(shū)可作為綜合性大學(xué)或師范院校理科化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的化工基礎(chǔ)課程教材或教學(xué)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第一章 化學(xué)工業(yè)與化學(xué)工程　1 化學(xué)工業(yè)概述　2 化工生產(chǎn)過(guò)程　3 化學(xué)工程學(xué)科　4 實(shí)驗(yàn)室研究與化工生產(chǎn)的差別第二章 流體流動(dòng)與輸送　1 流體靜力學(xué)　2 流體流動(dòng)　3 流體流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量衡算　4 流體流動(dòng)系統(tǒng)的能量衡算　5 管內(nèi)流動(dòng)阻力　6 流體流量的測(cè)量　7 流體輸送設(shè)備第三章 傳熱過(guò)程　1 熱傳導(dǎo)　2 對(duì)流傳熱　3 熱輻射　4 熱交換的計(jì)算　5 間壁式熱交換器　6 加熱技術(shù)第四章 傳質(zhì)過(guò)程　1 傳質(zhì)分離過(guò)程概述　2 傳質(zhì)過(guò)程機(jī)理第五章 吸收　1 化工生產(chǎn)中的吸收操作　2 氣液相平衡關(guān)系　3 吸收速率方程　4 吸收塔的計(jì)算　5 多組分吸收簡(jiǎn)介第六章 精餾　1 氣液相平衡　2 精餾原理　3 雙組分連續(xù)精餾的物料衡算和能量衡算　4 理論塔板數(shù)的計(jì)算　5 間歇精餾　6 多組分精餾和其他精餾方法簡(jiǎn)介　7 傳質(zhì)設(shè)備第七章 新型分離技術(shù)　1 膜分離技術(shù)　2 超臨界萃取　3 反應(yīng)和分離聯(lián)用技術(shù)　4 變壓吸附分離第八章 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)基本原理　1 工業(yè)反應(yīng)器的基本類(lèi)型　2 化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和收率　3 流動(dòng)系統(tǒng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)　4 反應(yīng)器內(nèi)物料的流動(dòng)模型　5 反應(yīng)器內(nèi)物料的停留時(shí)間分布　6 幾種流動(dòng)模型的停留時(shí)間分布函數(shù)第九章 均相反應(yīng)過(guò)程　1 均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)　2 間歇操作反應(yīng)器　3 連續(xù)操作管式反應(yīng)器　4 連續(xù)操作釜式反應(yīng)器　5 多釜串聯(lián)反應(yīng)器　6 均相反應(yīng)過(guò)程優(yōu)化和反應(yīng)器選擇第十章 氣-固相催化反應(yīng)過(guò)程　1 氣-固相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)　2 固定床催化反應(yīng)器　3 固體流態(tài)化和流化床反應(yīng)器　4 反應(yīng)器操作溫度最佳化　5 反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性第十一章 生化反應(yīng)器　1 生物和酶催化反應(yīng)　2 生物和酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)　3 生化反應(yīng)器附錄索引主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：6-1高頻介質(zhì)加熱和微波加熱高頻介質(zhì)加熱和微波加熱的基本原理都是在電磁波的輻射下非導(dǎo)電物質(zhì)分子（稱(chēng)為偶極子）反復(fù)極化、振動(dòng)和摩擦而發(fā)熱，兩者所不同的是：高頻加熱是在電容器電場(chǎng)中進(jìn)行的，而微波是在波導(dǎo)管和諧振腔中進(jìn)行的。高頻介質(zhì)加熱高頻介質(zhì)加熱設(shè)備系由電子高頻振蕩器、工作電容器和被加熱的物料三部分組成。當(dāng)待加熱非導(dǎo)電物料置于高頻電場(chǎng)內(nèi)時(shí)，原本由作雜亂無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的偶極子進(jìn)行定向排列，帶正電的一端朝向負(fù)極，帶負(fù)電的一端朝向正極，這樣外加的電場(chǎng)就給予了偶極子以勢(shì)能，介質(zhì)極化愈強(qiáng)，介質(zhì)中所貯存的能量也就愈多；若改變兩極間電場(chǎng)的方向，偶極子排列的方向也隨之改變，若所加的直流電壓改為頻率50Hz的工業(yè)交流電壓，則偶極子也同樣以每秒50次的頻率改變方向，這種偶極子改變方向的擺動(dòng)使分子間產(chǎn)生了摩擦阻力，于是產(chǎn)生了熱。由此可見(jiàn)，高頻介質(zhì)加熱與其他方法不同，一般加熱方法是先從物料表面加熱開(kāi)始，而后借傳導(dǎo)將熱傳至物料內(nèi)部，高頻介質(zhì)加熱則不同，物料在電場(chǎng)作用下，整個(gè)物料內(nèi)部的分子（偶極子）上都處于不斷運(yùn)動(dòng)中，故而加熱均勻、快捷。高頻介質(zhì)加熱器的主要部件是高頻發(fā)生器，它有電子管式和機(jī)械式高頻發(fā)生器二種，電子管式發(fā)生器包括整流器、振蕩回路和負(fù)載回路。整流器將線路中的交流電變換為高壓直流電，以供振蕩回路工作，振蕩回路的作用是將整流器來(lái)的直流電變成高頻交流電，然后通過(guò)線圈將高頻交流電流輸送到負(fù)載回路，在負(fù)載回路的兩極間放置被加熱物料。電子管式發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率較低，故工業(yè)上常采用機(jī)械式發(fā)生器或者兩者聯(lián)合采用。

編輯推薦

《化學(xué)工程基礎(chǔ)》是教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果，是“面向21世紀(jì)課程教材”。

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