冶金反應(yīng)工程學(xué)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

內(nèi)容簡介
本書內(nèi)容分為冶金宏觀動力學(xué)、反應(yīng)器理論和典型冶金反應(yīng)器操作特
性及解析方法三篇。在選材上，既包括了冶金反應(yīng)工程學(xué)的基本理論和研
究方法，又選入了各類冶金反應(yīng)器操作解析的典型實例，同時還分類評述
了有關(guān)研究的發(fā)展概況，供讀者進一步深入學(xué)習(xí)時參考。
本書可以作為鋼鐵冶金和有色冶煉專業(yè)的本科生和研究生教材。

作者簡介

肖興國，江西永新人。1941年出生于重慶，1964年畢業(yè)于北京師范大學(xué)，同年到東北大學(xué)任教至今。先后在普通化學(xué)、半導(dǎo)體材料、冶金反應(yīng)工程學(xué)教研室和冶金傳輸原理及反應(yīng)工程研究室從事教學(xué)和科研工作。著有《冶金反應(yīng)工程學(xué)》、《冶金反應(yīng)工程問題數(shù)值解析》等書，發(fā)表有關(guān)學(xué)術(shù)論文50余篇。1983～1985年及1990～1991年先后作為日本名古屋大學(xué)及神戶制鋼所的訪問學(xué)者，1993年任瑞典皇家工學(xué)院理論冶金系訪問教授?，F(xiàn)任東北大學(xué)教授。主要研究領(lǐng)域為冶金傳輸現(xiàn)象、冶金宏觀動力學(xué)及冶金反應(yīng)工程學(xué)。謝蘊國，云南玉溪人。1938年出生于昆明，1961年畢業(yè)于重慶大學(xué)，1961～1978年在湖南冷水江鋼鐵廠從事技術(shù)工作。1978年調(diào)到昆明理工大學(xué)（原昆明工學(xué)院）冶金系任教。1991年在德國阿亨大學(xué)進修。現(xiàn)任昆明理工大學(xué)教授。主要研究領(lǐng)域為冶金反應(yīng)工程學(xué)及冶金反應(yīng)動力學(xué)。

書籍目錄

1緒論1.1冶金科學(xué)的發(fā)展及冶金反應(yīng)工程學(xué)1.2冶金反應(yīng)工程學(xué)的范疇及與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1.2.1傳遞過程1.2.2冶金宏觀動力學(xué)1.2.3過程解析1.2.4比例放大1.3冶金反應(yīng)工程學(xué)的數(shù)學(xué)模型1.3.1反應(yīng)器內(nèi)各主要反應(yīng)的宏觀動力學(xué)方程1.3.2反應(yīng)器內(nèi)主要傳遞過程方程1.3.3衡算方程1.3.4方程中的系數(shù)1.4冶金反應(yīng)器的分類習(xí)題參考文獻第一篇冶金宏觀動力學(xué)概論2氣體－固體間反應(yīng)2.1引言2.2不生成固體產(chǎn)物層的無孔顆粒與氣體間反應(yīng)2.2.1反應(yīng)過程描述及模型化2.2.2反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型的解2.3生成固體產(chǎn)物層的無孔顆粒與氣體間反應(yīng)2.3.1反應(yīng)過程描述及模型化——縮小的未反應(yīng)核模型2.3.2反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型的解及討論2.3.3反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型解的擴展2.4多孔固體與氣體間反應(yīng)2.4.1多孔固體的氣化反應(yīng)2.4.2有固體產(chǎn)物生成的多孔固體與氣體間的反應(yīng)習(xí)題參考文獻3氣體－液體間反應(yīng)3.1氣泡與液體間反應(yīng)3.1.1氣泡的形成3.1.2氣泡在液體中的運動3.1.3氣泡與液體間的傳質(zhì)3.1.4氣泡與液體間的反應(yīng)3.2持續(xù)接觸的氣液相間反應(yīng)3.2.1氣液間傳質(zhì)理論概述3.2.2界膜模型在氣液反應(yīng)中的應(yīng)用習(xí)題參考文獻4液體－液體間反應(yīng)4.1渣和金屬反應(yīng)概述4.2渣和金屬反應(yīng)的速度表達式習(xí)題參考文獻5液體－固體間反應(yīng)5.1固體在液態(tài)金屬中的溶解5.1.1供熱為控制步驟情況5.1.2液體邊界層內(nèi)擴散為控制步驟情況5.2浸出過程5.2.1浸出反應(yīng)過程5.2.2浸出過程解析習(xí)題參考文獻6固體－固體間反應(yīng)6.1固體－固體加成反應(yīng)模型6.1.1化學(xué)反應(yīng)控制模型6.1.2擴散控制模型6.2有氣體中間產(chǎn)物的固－固反應(yīng)模型6.2.1模型表達式6.2.2極限情況的討論習(xí)題參考文獻第二篇反應(yīng)器理論基礎(chǔ)7理想反應(yīng)器7.1有關(guān)理想反應(yīng)器的基本概念7.1.1理想流動模型和理想反應(yīng)器7.1.2停留時間、空間時間和空間速度7.1.3反應(yīng)器分析與設(shè)計的基礎(chǔ)7.2間歇式全混槽7.2.1基本方程7.2.2等溫操作的解7.2.3絕熱操作的解7.2.4間歇式全混槽設(shè)計計算舉例7.3連續(xù)式全混槽7.3.1基本方程7.3.2等溫等容解7.3.3連續(xù)式全混槽設(shè)計計算舉例7.4半連續(xù)式全混槽7.4.1第一種情況的物質(zhì)衡算方程7.4.2第二種情況的物質(zhì)衡算方程7.4.3熱量衡算方程7.5活塞流反應(yīng)器7.5.1基本方程7.5.2絕熱解和等溫解7.5.3活塞流反應(yīng)器設(shè)計計算舉例7.6串聯(lián)全混槽7.6.1只有一種流體的情況7.6.2有兩種流體的情況7.7理想反應(yīng)器的比較7.7.1操作特性的比較7.7.2轉(zhuǎn)化率的比較7.7.3反應(yīng)器容積的比較7.7.4理想反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的啟示7.8反應(yīng)器選擇的一般原則7.8.1單一反應(yīng)7.8.2復(fù)雜反應(yīng)習(xí)題參考文獻8非理想流動反應(yīng)器8.1停留時間分布8.1.1停留時間分布概念8.1.2停留時間分布函數(shù)8.2停留時間分布函數(shù)的數(shù)學(xué)特性8.2.1分布的均值t8.2.2分布的方差σ28.2.3δ函數(shù)和單位階梯函數(shù)8.2.4卷積分8.2.5傳遞函數(shù)8.3停留時間分布的實驗測定8.3.1刺激－響應(yīng)實驗技術(shù)8.3.2C曲線和E曲線8.3.3F曲線8.3.4閉式反應(yīng)器中不同流動類型的FC和E曲線8.4停留時間分布信息的應(yīng)用8.4.1利用分布的方差判斷流動類型8.4.2利用分布曲線分析流體流動狀態(tài)8.4.3利用分布函數(shù)預(yù)測反應(yīng)的效率8.5非理想流動反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型8.5.1擴散模型8.5.2槽列模型8.5.3組合模型8.5.4示蹤劑法測定技術(shù)和非理想流動模型在冶金中的應(yīng)用舉例習(xí)題參考文獻9攪拌和反應(yīng)器內(nèi)液體的混合9.1攪拌對冶金反應(yīng)的意義9.2冶金中應(yīng)用的攪拌方式9.3氣體攪拌9.3.1氣體攪拌的類型9.3.2混合時間的實驗測定9.3.3tm與ε之間關(guān)系的理論分析9.3.4氣體攪拌功率的計算9.4機械攪拌9.4.1攪拌器的主要參數(shù)9.4.2機械攪拌的功率密度9.5電磁攪拌9.5.1概述9.5.2電磁攪拌的類型9.5.3電磁攪拌的基本理論分析9.5.4電磁攪拌在冶金中的應(yīng)用舉例習(xí)題參考文獻第三篇典型冶金反應(yīng)器的操作特性及解析方法10冶金過程的物理模擬10.1概述10.1.1模化法——人類認識自然的一種科學(xué)的研究方法10.1.2物理模擬實驗的意義10.1.3物理模擬的一般原則10.1.4冶金研究中物理模型的分類10.2相似特征數(shù)的求法11.2.1相似原理——物理模擬的理論基礎(chǔ)10.2.2相似特征數(shù)的求法10.2.3無因次方程的獲得10.3物理模擬實驗10.3.1探索性實驗10.3.2確定物理模型實驗條件10.3.3半嚴格的物理模型實驗10.3.41：1幾何相似比的應(yīng)用10.3.5流動顯示和測試技術(shù)簡介習(xí)題參考文獻11數(shù)學(xué)模擬和數(shù)學(xué)模型化方法11.1數(shù)學(xué)模型的分類11.1.1按對現(xiàn)象認識程度的數(shù)學(xué)模型分類11.1.2按其他特征的數(shù)學(xué)模型分類11.2建立數(shù)學(xué)模型的步驟11.2.1初步研究11.2.2建立數(shù)學(xué)模型11.2.3模型參數(shù)的估算11.2.4編制程序和計算11.2.5數(shù)學(xué)模型適用性檢驗11.3數(shù)學(xué)模型的選擇習(xí)題參考文獻12冶金氣－固反應(yīng)器12.1固定床反應(yīng)器操作特性解析12.1.1非催化反應(yīng)等溫固定床操作特性解析12.1.2以氣體凈化為目的的固定床操作解析12.2移動床反應(yīng)器操作特性解析12.2.1移動床反應(yīng)器操作解析概述12.2.2逆流式移動床反應(yīng)器等溫操作解析12.2.3非等溫逆流式移動床反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布12.3流化床反應(yīng)器12.3.1流化床反應(yīng)器操作解析概述12.3.2間歇式等溫非催化反應(yīng)流化床反應(yīng)器的操作解析12.3.3多段連續(xù)式等溫流化床反應(yīng)器的操作解析12.3.4流化床反應(yīng)器的兩相模型12.4回轉(zhuǎn)窯反應(yīng)器12.4.1回轉(zhuǎn)窯操作特點及數(shù)學(xué)模型概述12.4.2回轉(zhuǎn)窯過程數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用習(xí)題參考文獻13冶金氣－液反應(yīng)器13.1冶金氣－液反應(yīng)器及其數(shù)學(xué)模型研究概述13.2氧氣射流及液面沖擊坑的形狀和表面積13.2.1拉伐爾噴嘴的氧氣射流13.2.2液面沖擊坑的形狀和表面積13.3底吹氬鋼包流動的數(shù)學(xué)模型13.3.1氣液兩相流模型13.3.2流函數(shù)－渦量法13.4真空脫氣反應(yīng)器（鋼包）的數(shù)學(xué)模型13.4.1RH真空脫氣過程模型13.4.2RH真空脫氣鋼包內(nèi)鋼水流動及脫碳反應(yīng)模型習(xí)題參考文獻14冶金液－液反應(yīng)器14.1渣金反應(yīng)為主的冶金反應(yīng)器操作解析概述14.2不同接觸方式的渣金反應(yīng)操作解析14.2.1間歇式持續(xù)接觸14.2.2渣滴連續(xù)通過金屬相的短促接觸14.2.3金屬滴連續(xù)通過渣相的短促接觸14.2.4連續(xù)式渣金兩相逆流接觸14.3浸入式噴粉精煉過程數(shù)學(xué)模型14.3.1模型假定14.3.2基本方程的推導(dǎo)14.3.3渣相中硫化物飽和時的修正14.3.4數(shù)值計算方法及對噴粉實驗的模擬計算結(jié)果習(xí)題參考文獻附錄I物理量和化學(xué)量的因次附錄Ⅱ常用無因次特征數(shù)附錄Ⅲ不同坐標(biāo)系中的Navier－St0kes方程和擴散方程附錄Ⅳ常用物質(zhì)的物性值選輯主題索引主要符號表

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