化学工程导论论文

化学工程导论论文

　　化学工程是一门基于物理、化学和生物化学，旨在改善人类生活品质和生命福祉的工程科学，其理论知识不仅广泛应用于传统的石油和化学工业、生物化工、材料加工，而且在21世纪还拓展到制药、医疗器械、药物释放、半导体制造、纳米技术、可再生能源和环境控制等领域。本书是化学工程的入门课程是Morton M.Denn教授继1972年与T.W.Fraser Russell教授合著《化学工程分析导论》（Introduction to Chemical Engineering Analysis）一书后，全新改写推出的又一佳作。

　　全书共分为15章：1.引论；2.分析的基本概念；3.平衡方程；4.组分的质量平衡；5.膜分离；6.化学反应系统；7.设计反应器；8.生物反应器和非线性系统；9.克服平衡；10.两相系统和界面传质；11.平衡阶段化的过程；12.能量平衡；13.热交换；14.多组分系统的能量平衡；15.反应系统能量衡算。

　　化学工程导论是为了让学生从基础课程和数学课程顺利过渡到化学工程的专业核心课程的学习，以适应工程科学与技术的学习和研究，并为学生提供化学工程的完整图像和愿景。化学工程导论课程经常也被称为物料和能量平衡，或化学过程原理，通常将重点放在流程的合成、总的质量平衡和能量平衡计算，以及热化学在过程中的应用等，很少触及现代化学工程面临的真正而有趣的挑战。经典的教材是Felder 和 Rousseau所著的《化学进程的基础原理》（Elementary Principles of Chemical Processes）以及Regina M Murphy著的《化学过程简介：原则，分析和合成》（Introduction to Chemical Processes： Principles，Analysis，Synthesis）。

　　本书采用了与现有教材完全不同、别具匠心的讲述方法，使读者了解和领略现代化学工程的范畴，尤其是涉及液相过程，令人耳目一新。读者会从本书中接触到反馈控制器的设计，膜分离和血液透析，集成有化学反应和分离的过程优化设计，生物反应器的非线性行为，两相反应器中的动力学和传质极限，应用膜反应器克服平衡转化率限制等化学工程的重要思想，各章内容如下：1.对现代化学工程的前沿领域的生动介绍；2-4.平衡方程，包括经济平衡和净现值的概念；5.用膜分离血液透析来引用分离的概念，强调逆流操作这一重要的化学工程范式；6-8.连续理想搅拌反应器的概念，化学动力学和反应器的优化设计，通过生物反应器介绍非线性反应器行为；9.通过膜反应器的实例，讲解利用移除反应产物来克服反应平衡的理念；10-11.利用两相系统和界面传质来介绍另一个化学工程的范式：平衡级，并引入两相间传质速率极限的概念；12-15.关于能量衡算的内容，不需要热力学的前期知识，重点是化学反应系统的能量衡算，特别关注反应的热效应。每章后还有内涵丰富的文献目录及附录，习题数量相对较少。

　　本书强调数学模拟手段的运用，但所需数学的基础知识，不会超出大学一年级微积分的深度。作者从一开始就注意引入与实际工程相关的设计，书中所列举的设计和分析问题，虽然是简化过的，但都具有现实背景和实际应用价值。通过阅读本书，读者能了解到毕业时所能达到的期望结果，而且理解后续核心课程设置的必要性。作者严谨而准确地引入时间尺度和极限行为等在传递现象和反应工程中贯穿始终的概念，强调概念而不是详细的解题。本书为后续专业课程：热力学、化学反应工程和分离工程的学习奠定基础。是一本具有强烈时代特点的化学工程入门书籍。

　　作者Morton M.Denn教授，是美国纽约城市大学科学与工程阿尔伯特·爱因斯坦讲席教授，美国工程院院士、美国艺术与科学学院院士，有多部专著。

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