化工原理教學指導與內容精要(陳敏恒) epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

華東理工大學原校長陳敏恒教授多年來堅持為本科生講授“化工原理”課程，其水平之高、影響之大在當年化工教育界可說是獨步一時。由他主編的教材《化工原理》至今仍是各高校化工專業使用教材的。
陳敏恒教授孜孜不倦緻力於化工原理課程的改革與建設，重視學生的能力培養和學習積極性的調動，對教學內容、教學過程、學生的學習方式都有很深的感悟。近年來，又提齣在化工原理的教學中應該著力於幫助學生構築知識框架的觀點。《化工原理教學指導與內容精要》結構與陳敏恒《化工原理》基本一緻，全書緊緊圍繞“加強學生應用能力方麵的培養，適當增強實際工程應用方麵知識”的理念，進一步闡釋瞭“以傳遞過程為主綫，麵嚮科學研究，麵嚮工業應用，麵嚮技術經濟”的教材編寫框架，係統梳理瞭各章的教學方法指導、教學隨筆、教學內容精要。
《化工原理教學指導與內容精要》可作為高等學校化工及相關專業化工原理課程的教學參考書，也可供化工及相關專業部門從事科研、設計和生産的技術人員參考。

作者簡介

陳敏恒(1933~)，，華東理工大學原校長，教授，浙江諸暨人，化學工程專傢。1953年加入中國共産黨。1955年畢業於華東化工學院（今華東理工大學）有機係。曆任華東化工學院副教授、教授、化學工程係主任、院長，華東理工大學校長，國務院學位委員會第二屆學科評議組成員，中國化學工程學會首屆副理事長。

目錄

緒論1
0.1關於教學內容的精選1
0.2關於課堂教學的組織2
0.2.1吸收操作過程分析3
0.2.2過程的數學描述3
0.2.3實例分析4
0.3關於學生的自主學習4
第1章流體流動6
1.1教學方法指導6
1.2教學隨筆8
1.2.1流動過程8
1.2.2流動阻力問題的研究方法12
1.3教學內容精要16
1.3.1概述16
1.3.2流體靜力學18
1.3.3流體流動中的守恒原理19
1.3.4流體流動的內部結構22
1.3.5阻力損失24
1.3.6流體輸送管路的計算26
1.3.7流速和流量的測定30
1.3.8非牛頓流體與流動31
第2章流體輸送機械33
2.1教學方法指導33
2.2教學隨筆34
2.2.1流體輸送34
2.2.2管路對輸送機械的要求34
2.2.3可調用的工程手段35
2.2.4離心泵的工作原理和理論指導35
2.2.5離心泵的效率36
2.3教學內容精要37
2.3.1概述37
2.3.2離心泵37
2.3.3往復泵43
2.3.4其他化工用泵44
2.3.5氣體輸送機械45
第3章液體攪拌50
3.1教學方法指導50
3.2教學隨筆51
3.2.1液體攪拌51
3.2.2混閤過程的定性分析51
3.2.3攪拌裝置的功能52
3.2.4攪拌裝置的能耗52
3.2.5攪拌裝置的放大53
3.3教學內容精要53
3.3.1概述53
3.3.2混閤機理55
3.3.3攪拌器的性能56
3.3.4攪拌功率57
3.3.5攪拌器的放大59
3.3.6其他混閤設備59
第4章流體通過顆粒層的流動61
4.1教學方法指導61
4.2教學隨筆63
4.2.1過程總論63
4.2.2理論分析63
4.2.3實驗檢驗與修正65
4.2.4實際應用65
4.3教學內容精要66
4.3.1概述66
4.3.2顆粒床層的特性66
4.3.3流體通過固定床的壓降70
4.3.4過濾原理及設備73
4.3.5過濾過程計算76
4.3.6加快過濾速率的途徑82
第5章顆粒的沉降和流態化83
5.1教學方法指導83
5.2教學內容精要85
5.2.1概述85
5.2.2顆粒的沉降運動85
5.2.3沉降分離設備88
5.2.4固體流態化技術91
5.2.5氣力輸送94
第6章傳熱95
6.1教學方法指導95
6.2教學隨筆98
6.2.1傳熱過程98
6.2.2傳熱過程分析98
6.2.3工程處理方法99
6.2.4傳熱基本方程式的推導與應用100
6.3教學內容精要102
6.3.1概述102
6.3.2熱傳導103
6.3.3對流給熱106
6.3.4沸騰給熱與冷凝給熱110
6.3.5熱輻射114
6.3.6傳熱過程的計算119
6.3.7換熱器126
第7章蒸發134
7.1教學方法指導134
7.2教學內容精要135
7.2.1概述135
7.2.2蒸發設備136
7.2.3蒸發輔助設備139
7.2.4蒸發操作的經濟性和操作方式139
7.2.5單效蒸發計算142
7.2.6多效蒸發的過程分析144
第8章氣體吸收146
8.1教學方法指導146
8.2教學隨筆147
8.2.1吸收過程147
8.2.2完整的工業吸收分離過程148
8.2.3吸收分離過程的物理化學原理148
8.2.4吸收分離過程的經濟性149
8.2.5吸收分離過程的工程特徵149
8.3教學內容精要150
8.3.1概述150
8.3.2氣液相平衡152
8.3.3擴散和單相傳質154
8.3.4相際傳質160
8.3.5低濃度氣體吸收162
8.3.6高濃度氣體吸收170
8.3.7化學吸收173
第9章液體精餾179
9.1教學方法指導179
9.2教學隨筆182
9.2.1精餾過程182
9.2.2精餾過程的相平衡182
9.2.3精餾過程中的迴流183
9.2.4精餾過程的數學描述184
9.3教學內容精要185
9.3.1蒸餾概述185
9.3.2雙組分溶液的汽液相平衡186
9.3.3平衡蒸餾與簡單蒸餾190
9.3.4精餾191
9.3.5雙組分精餾的設計型計算199
9.3.6雙組分精餾的操作型計算205
9.3.7間歇精餾207
9.3.8恒沸精餾與萃取精餾209
9.3.9多組分精餾基礎210
第10章氣液傳質設備217
10.1教學方法指導217
10.2教學隨筆218
10.2.1氣液傳質設備218
10.2.2設計目標——從需要齣發218
10.2.3設計原則——從過程規律齣發219
10.2.4工程因素——從過程分析齣發219
10.2.5不同的對策220
10.3教學內容精要221
10.3.1闆式塔221
10.3.2填料塔238
第11章液液萃取246
11.1教學方法指導246
11.2教學隨筆247
11.2.1萃取過程247
11.2.2萃取過程的數學描述248
11.2.3工業萃取過程的組織248
11.2.4萃取過程動力學與萃取設備249
11.3教學內容精要250
11.3.1概述250
11.3.2液液相平衡251
11.3.3萃取過程的計算256
11.3.4萃取設備262
11.3.5超臨界流體萃取和液膜萃取269
第12章其他傳質分離方法271
12.1教學方法指導271
12.1.1關於結晶271
12.1.2關於吸附272
12.2教學內容精要273
12.2.1結晶273
12.2.2吸附分離279
12.2.3膜分離286
第13章熱、質同時傳遞294
13.1教學方法指導294
13.2教學隨筆295
13.2.1熱、質同時傳遞過程295
13.2.2傳遞方嚮可能發生逆轉296
13.2.3過程的極限296
13.2.4過程的計算方法297
13.3教學內容精要297
13.3.1概述297
13.3.2氣液直接接觸時的傳熱和傳質298
13.3.3過程的計算301
第14章固體乾燥304
14.1教學方法指導304
14.2教學隨筆305
14.2.1乾燥過程305
14.2.2水分在氣、固兩相間的平衡關係306
14.2.3濕空氣性質306
14.2.4乾燥過程的數學描述307
14.3教學內容精要307
14.3.1概述307
14.3.2乾燥靜力學308
14.3.3乾燥速率與乾燥過程計算312
14.3.4乾燥器319
參考文獻323

前言/序言

我1956年畢業於華東化工學院燃料化學工學專業。至今恰六個十年。
第一個十年是勤奮學習的十年。在從事化工原理教學之餘，學習化學反應工程。這十年正是化學反應工程從繈褓到成人的十年，從1957年化學反應工程學科（Chemical Reaction Engineering）正式命名，到1964年第一本化學反應工程著作問世，我有幸親曆瞭一門學科建立的全過程。在學習之餘，也做些研究，但是，沒有什麼值得一提的貢獻，充其量，隻是推動國內反應工程的學習和研究。
第二個十年是受批判的十年。這十年的批判改變瞭我的業務方嚮，我放棄瞭學術的研究，下決心為國傢創造財富。
第三個十年是成長的十年。我依靠自己的學術素養做技術開發工作，做瞭好幾個項目，例如，在青島化工廠做瞭五年的氯丁二烯開發；受原化工部的委托用瞭兩年時間協助北京燕山石化公司開發丁烯氧化脫氫反應工藝及反應器，並獲得國傢科技進步二等奬。在實踐的基礎上，我編寫瞭《化工原理》教材，這本教材後來被評為國傢優秀教材；還寫瞭兩本小冊子《反應工程基本原理》和《工業反應器的開發方法》。我力圖改變當時的逐級放大的經驗方法，將開發工作置於學科理論和方法論的指導下。
第四個十年是奉獻的十年。在十年的校長工作中我完全放棄瞭正順利開展的業務工作。對一個無意於官場的“自由主義者”，放棄自己的業務，從事十年之久的行政工作，根本的原因是“奉獻”，是在為母校效力。
第五個十年是清算的十年。我用瞭十年時間，剔骨削肉，為過去的十年作齣瞭交代，也用這十年的時間洗盡瞭鉛華，迴歸瞭自己。
第六個十年是重操舊業的十年。我辦瞭個小公司，為企業提供技術服務。最近的十年中為企業建瞭幾套萬噸綫工業裝置，例如，目前國內最先進的香蘭素裝置、兩種不同原料路綫的愈創木酚裝置，為企業創造瞭利潤，為社會創造著財富。我已是七老八十的高齡，不能再去大海經受驚濤駭浪，也就在湖裏追波逐流，頤養晚年瞭。
20世紀80年代，我在《化工高等教育》雜誌上以教學隨筆的形式連載瞭13篇文章。前些日華東理工大學化工原理教研組與化學工業齣版社商量將這些文章結集齣版，徵求我的同意。我糊裏糊塗地同意瞭。及至齣版社準備付諸實施時，我重看瞭這些文章，發覺內容實在單薄，自慚形穢，不得不提筆重寫。
在重寫之時，思考今日的教學與三十年前的教學發生瞭什麼變化，我們的教學該做哪些調整。
20世紀50～60年代，學習前蘇聯，大學培養的目標是工程師，化工係培養的是化工廠的工程師，要求他們有足夠的知識和技能以適應工廠工作的需要。那時，學生以化工原理課為重頭課，課內課外花相當多的時間，為的是勝任未來的工作。當時，師生不厭其煩地在知識和技能（計算）上下工夫。可如今呢？有多少學生在學習時考慮如何適應未來的具體工作的需要？
80年代，鑒於Chemical Engineering Science 的長足進步，當時編寫的教材學科味重，對化工原理的研究方法給予更多的重視。可如今，化工原理課的學生中有多少未來會從事化工原理的研究工作？他們怎會對這樣的內容感興趣呢？
這是學生學習的主觀意願方麵的變化。客觀上，解決實際問題需要很多具體、深入的知識，在課程中是不可能提供的，而在資訊如此發達的今天，完全可以很方便地收集到解決具體問題所需要的資訊。同時，這三十年來，我國在化工設備方麵，在單元操作方麵，已經有很多專業的設備製造廠，這些廠傢的技術人員已經具有相當豐富的知識和經驗，與三十年前截然不同，在真要解決具體問題時完全可以請教他們、與他們商量。總之，即便是實際工作，需要的不是有具體知識和技能的人，而是一個“明白人”，能夠駕馭問題的人。
鑒於學習的主客觀條件發生瞭如此大的變化，我認為，在化工原理的教學中不可能也不需要求全，應該著力於幫助學生構築知識框架，以便將來可以用各種知識碎片予以充實和外延。
我一直在考慮，我們在課內孜孜不倦地教給學生的東西，在他們離校時還有多少留在他們的腦海中？如果從這個觀點來檢驗我們的教學，我們會發現我們的教學有多失敗。要讓這些知識留存在學生的腦海中，就需要在學生學習期間讓這些知識“內化”，與他們自己的意識融閤，成為他們觀察分析事物的觀點。
為瞭達到這個目的，需要做兩件事。
一是按這個觀點篩選、精簡教學內容，盡量避免“節外生枝”。讓學生的時間、精力聚焦於建立知識框架。
二是組織好教學內容，分清從屬。每個單元操作的內容除工藝目的及其經濟性外，不外乎過程的物理化學基礎、過程的分析、過程的數學描述、過程的計算。我認為不應當以設計計算為最終目的，而應當以過程分析為中心，讓物理化學基礎、數學描述和計算（例題和習題）的教學內容為過程分析服務。
我就按這兩個觀點寫瞭我的新教學隨筆、教學方法指導。我所寫的就是我期望學生在畢業離校時腦海中能留下的。連同原先的老教學隨筆以及教學內容精要匯編成本書。書中可能存在各種疏漏，懇請讀者批評指正。

陳敏恒
2017年2月

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