化学反应工程分析例题与习题(MATLAB版)

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朱开宏 著
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出版社: 华东理工大学出版社
ISBN:9787562816904
版次:1
商品编码:10220428
包装:平装
开本:16开
出版时间:2005-05-01
用纸:胶版纸
页数:189
字数:224000

具体描述

内容简介

  本书是与教育部研究生工作办公室推荐的研究生教学用书《化学反应工程分析》(朱开宏、袁渭康编著)配套的例题与习题集,旨在提高学生的计算能力和分析、解决实际工程问题的能力。主要内容来源于作者从事《化学反应工程分析》教学十余年中积累的资料,包括:教材中部分需用数值方法求解的例题和少量补充例题的MATLAB语言程序,教材中所有习题的解答思路和答案。
  本书除可作为《化学反应工程分析》的配套教学用书外 ,也可供化学工程与工艺及相近专业的研究生、本科生和从事化工生产、设计、研究的工程技术人员参考。

目录

第一章 化学反应体系的工程分析
第二章 理想均相反应器分析
第三章 化学反应器中的混合现象
第四章 气固相反应和反应器
第五章 气固相反应器的模型化
第六章 气液相反应和反应器分析
第七章 气液固三相反应和反应器分析
第八章 复杂反应体系的动力学分析
第九章 催化剂失活
附录 MATLAB语言简介
参考文献

前言/序言


化学反应工程分析例题与习题(MATLAB版) 内容概述 本书旨在为学习化学反应工程的读者提供一套全面、实用的习题与例题集,重点在于将抽象的理论概念与具体的工程应用相结合,并通过MATLAB软件进行计算与模拟,加深读者对化学反应工程原理的理解和掌握。本书内容涵盖了化学反应工程的核心知识点,包括反应动力学、化学反应器设计、反应器组态优化、多相反应工程以及反应器稳定性与安全性等多个方面。 详细内容介绍 1. 反应动力学基础 化学反应速率方程: 涵盖零级、一级、二级等基本反应速率方程的推导与应用,以及复杂反应(如平行反应、串联反应、非恒温非恒容反应)的速率描述。 反应机理与速率控制步骤: 介绍如何从反应机理推导宏观速率方程,理解速率控制步骤对反应性能的影响。 温度、浓度和催化剂对反应速率的影响: 详细解析阿伦尼乌斯方程、浓度效应,以及催化剂的活性、选择性和稳定性等关键参数。 MATLAB应用: 通过MATLAB求解不同动力学模型的微分方程,拟合实验数据,确定动力学参数。例如,利用MATLAB绘制不同动力学模型下的转化率随时间变化曲线,比较模型预测与实验数据的吻合度。 2. 化学反应器设计 理想反应器模型: 详细讲解间歇反应器(Batch Reactor)、连续搅拌釜反应器(CSTR)和活塞流反应器(PFR)的物料衡算和能量衡算,以及基于这些模型的反应器设计准则。 非理想反应器模型: 探讨返混、死区等非理想效应,介绍常用的非理想反应器模型,如达西-布莱恩模型、沟流模型等。 多反应器系统: 分析多个反应器串联或并联时的性能特点,以及如何优化反应器组合以达到最佳产率或选择性。 MATLAB应用: 利用MATLAB对不同理想反应器进行设计计算,如确定达到目标转化率所需的CSTR体积或PFR长度。通过数值模拟,分析非理想反应器模型下反应器的性能。 3. 化学反应器优化与选择 反应器性能评价指标: 介绍容积效率、转化率、选择性、收率等关键指标,以及如何根据生产目标选择合适的评价方法。 反应器选择原则: 结合反应特性、物料性质、操作条件和经济性等因素,指导读者如何选择最适合特定工艺的反应器类型。 多相反应器设计: 重点分析气-固、气-液、液-液、固-液等非均相反应器的设计要点,包括传质、传热过程的耦合分析。 MATLAB应用: 利用MATLAB进行反应器性能的优化计算,例如,通过改变CSTR体积或PFR长度,寻找最佳操作条件。对多相反应器,可以利用MATLAB模拟不同传质系数和传热系数对反应速率的影响。 4. 能量衡算与反应器热效应 反应热效应分析: 讲解绝热反应、等温反应、变温反应的能量衡算,理解反应热对反应速率和平衡的影响。 反应器温度控制: 分析冷却夹套、内冷却盘管、外循环冷却等传热方式,以及如何设计换热器以实现有效的温度控制。 反应器热稳定性: 探讨 runaway 反应的可能性,以及如何通过动力学和传热分析来评估和避免热失控。 MATLAB应用: 利用MATLAB求解包含能量衡算的耦合方程组,预测反应器内的温度分布。通过改变传热系数和反应热,分析其对反应器稳定性的影响。 5. 催化反应工程 多相催化动力学: 讲解Langmuir-Hinshelwood、Eley-Rideal等表面反应机理,以及如何从实验数据中提取催化剂的表面反应速率参数。 催化剂失活与再生: 分析积碳、中毒、烧结等失活机制,介绍催化剂再生方法。 催化反应器设计: 重点关注固定床、流化床、移动床等催化反应器的设计特点,以及催化剂床层内的传质、传热阻力。 MATLAB应用: 利用MATLAB模拟催化剂床层内的浓度和温度分布,评估催化剂失活对反应器性能的影响。 6. 反应器稳定性与安全性 稳态操作线与相交点: 分析反应器在不同操作条件下的稳态行为,以及是否存在多个稳态点。 临界条件分析: 探讨导致反应器失控的临界温度、临界转化率等参数。 安全性设计: 介绍防爆、泄压、紧急停车等安全措施的设计原则。 MATLAB应用: 利用MATLAB绘制稳态操作线,分析其与能量衡算曲线的交点,从而判断反应器的稳定性。模拟不同扰动下的反应器响应,预测失控风险。 MATLAB在本书中的角色 本书强调MATLAB在化学反应工程分析中的应用。通过大量的例题和习题,读者将学习如何: 建立数学模型: 将化学反应工程的理论模型转化为MATLAB代码。 数值求解: 利用MATLAB的数值计算工具箱求解复杂的微分方程组、代数方程组。 数据拟合与参数估算: 使用MATLAB的拟合工具,从实验数据中确定反应动力学参数、传热系数等。 模拟与可视化: 通过MATLAB生成各种图表,直观地展示反应器内的浓度、温度分布,以及性能随参数变化的趋势。 优化设计: 利用MATLAB的优化工具,寻找最佳的反应器操作条件或设计参数。 通过MATLAB的实践操作,读者不仅能更深刻地理解化学反应工程的原理,还能掌握一套强大的工程分析工具,为解决实际工程问题打下坚实的基础。 本书特色 理论与实践紧密结合: 将抽象的理论概念通过具体的问题进行解析。 MATLAB应用贯穿始终: 强调通过编程实现工程分析,提升计算能力和解决复杂问题的能力。 例题详细,习题丰富: 提供不同难度和类型的例题供读者学习模仿,并配有大量习题供读者练习巩固。 内容全面,覆盖核心知识点: 涵盖化学反应工程的主要分支和关键技术。 本书适合高等院校化学工程、化工过程、应用化学等专业的本科生、研究生,以及从事相关领域研究和开发的工程技术人员。

用户评价

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这本书的名字叫《化学反应工程分析例题与习题(MATLAB版)》,这本书我拿到手已经一段时间了,说实话,一开始我只是抱着试试看的心态购买的,毕竟市面上关于反应工程的书籍不在少数,而冠以“MATLAB版”这样的后缀,总让人觉得是营销噱头大于实际内容。然而,当我真正翻阅并尝试着去做其中的例题和习题时,我才意识到自己之前的判断是多么的片面。这本书并非只是简单地将传统的反应工程知识点与MATLAB代码堆砌在一起,而是真正地将MATLAB作为一种强大的工具,深入地阐释了化学反应工程中的核心概念和分析方法。 比如,在处理非理想反应器模型时,传统的教材往往依赖于复杂的数学推导和图解法,对于初学者来说,理解起来着实费力。而这本书则巧妙地利用MATLAB的数值计算和可视化能力,将抽象的微分方程转化为一系列可执行的代码。通过运行这些代码,我们可以直观地看到不同反应动力学、停留时间分布对反应器性能的影响。例如,在分析活塞流反应器(PFR)和全混流反应器(CSTR)在不同转化率下的表现时,书中提供的MATLAB脚本能够轻松生成各种曲线,让我们能够清晰地对比它们在实际应用中的优劣。更重要的是,书中不仅仅是给出代码,还会详细地解释代码的逻辑,以及每一行代码背后所代表的物理意义,这使得读者在学习编程的同时,也加深了对反应工程原理的理解,达到了“寓教于用”的效果。

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我一直认为,学好化学反应工程的关键在于理解和应用,而这本书在这两个方面都做得非常出色。它不仅仅是提供了理论知识,更重要的是教会了我们如何利用现代计算工具去分析和解决实际问题。在处理反应器设计中的传热问题时,这本书的MATLAB实例给我留下了深刻的印象。传热在反应器设计中扮演着至关重要的角色,尤其是在放热反应中,如果不进行有效的传热,很容易导致温度失控,影响反应速率甚至引发安全事故。 书中详细地介绍了如何利用MATLAB来求解涉及能量守恒方程的耦合问题。例如,在分析一个固定床反应器时,它展示了如何通过MATLAB来模拟反应物在床层中的浓度分布以及温度的轴向和径向变化。通过改变反应器的尺寸、夹套的冷却介质流量、催化剂的热物性质等参数,我们可以观察到传热效果的变化,从而优化反应器的设计,确保其在安全稳定的条件下运行。书中的代码清晰易懂,并且有详细的注释,让我能够轻松地理解每一部分的作用。更重要的是,它鼓励我们进行参数敏感性分析,这让我明白了哪些因素对传热效果影响最大,从而能够有针对性地进行设计和改进。

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这本书的语言风格非常贴近读者,没有过多晦涩难懂的专业术语,即便是对于初次接触MATLAB的学生,也能够轻松上手。而且,它并不是那种“填鸭式”的教学,而是鼓励读者主动思考和探索。我特别喜欢书中在处理过程控制方面所提供的MATLAB应用。过程控制是化学反应工程中一个非常重要的环节,它直接关系到生产的安全、稳定和经济运行。 书中详细地介绍了如何利用MATLAB来设计和仿真各种控制器,例如PID控制器。它不仅仅是给出了控制器的数学模型,更重要的是展示了如何利用MATLAB来模拟反应器在受到扰动时的响应,以及如何通过调整控制器参数来优化控制效果。我记得书中有一个关于反应温度控制的例子,通过MATLAB的仿真,我能够清晰地看到不同PID参数设置对温度波动的影响。这让我深刻地体会到,理论知识与实际工程的结合是多么重要,也让我看到了MATLAB在解决实际工程问题中的巨大潜力。

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这本书带给我的惊喜远不止于此,尤其是在动力学参数的估算方面,它彻底改变了我以往的学习方式。过去,我们在课堂上学习动力学参数的估算,往往是通过一些简化的模型,或者依赖于实验数据的回归分析,但这些方法在实际应用中往往存在很多局限性。而这本书则引入了基于MATLAB的优化算法,例如非线性最小二乘法,来精确地拟合实验数据,从而得到更为可靠的动力学参数。我记得有一个章节专门讲解了如何利用MATLAB的 `lsqcurvefit` 函数来拟合复杂的速率方程,书中不仅提供了完整的代码示例,还详细解释了算法的原理,以及如何选择合适的初始猜测值和边界条件。 通过亲自动手实践,我能够清晰地看到不同动力学模型对实验数据的拟合程度,以及参数估算的不确定性。这种基于计算的分析方法,比单纯的代数推导更具说服力,也更能培养我们解决实际工程问题的能力。更让我印象深刻的是,书中还讨论了如何利用蒙特卡洛模拟来评估参数的不确定性,这在传统的教材中是很少见的。通过这种方法,我们不仅能得到一组最优的参数,还能了解这些参数的变动范围,这对于后续的反应器设计和放大至关重要。这种深入的探讨,让我对动力学参数估算有了更深刻的认识,也让我看到了MATLAB在化学反应工程研究中的巨大潜力。

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总的来说,《化学反应工程分析例题与习题(MATLAB版)》这本书是一本集理论、实践和创新于一体的优秀教材。它不仅能够帮助我们扎实地掌握化学反应工程的基本原理,更重要的是,它教会我们如何利用MATLAB这个强大的工具来解决实际工程问题。这本书的优势在于其内容丰富、案例典型、讲解清晰、方法新颖。它将抽象的化学反应工程概念转化为具体的MATLAB代码,让读者在动手中学习,在实践中成长。 我特别喜欢书中在处理复杂模型,如多相反应、催化反应、传热传质耦合问题时所提供的MATLAB解决方案。这些解决方案不仅能够帮助我们进行精确的模拟和分析,更重要的是,它能够激发我们的创新思维,让我们能够独立地解决更复杂、更实际的工程问题。这本书的出版,无疑为化学反应工程领域的教学和研究提供了一个新的范式,也为广大读者提供了一个宝贵的学习资源。我相信,这本书将会在未来的化学反应工程教育和实践中发挥越来越重要的作用。

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这本书的结构安排非常合理,循序渐进,对于我这样的学生来说,可以说是量身定做的。从最基础的反应动力学模型建立,到复杂的反应器设计与优化,每个部分都提供了丰富的例题和习题,并且与MATLAB的实现紧密结合。我特别喜欢它在处理多相反应时所展现出的清晰思路。多相反应往往涉及到复杂的传质和传热过程,传统的模型建立和求解都非常困难。然而,这本书通过MATLAB的强大功能,将这些复杂的耦合方程组进行了有效的处理。 例如,在分析气液反应器时,书中提供了一个关于二氧化碳吸收过程的案例,详细地介绍了如何利用MATLAB求解包括液相反应动力学、气液传质速率以及反应器内浓度的分布等一系列耦合微分方程。通过MATLAB的数值求解器,我们可以非常直观地看到不同操作条件下(如气相流量、液相组分浓度、传质系数等)对反应速率和吸收效率的影响。书中还鼓励我们通过改变参数来探索反应器性能的优化空间,这极大地激发了我的学习兴趣,让我不再感到多相反应的难以捉摸。这种将抽象理论与具体计算相结合的方式,是我以往学习中很难获得的宝贵经验,也让我对复杂工程问题产生了更强的掌控感。

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这本书的价值在于它不仅仅是一本教科书,更像是一本“实战手册”,让读者在实践中学习和成长。在处理反应器放大问题时,这本书提供的MATLAB方法让我受益匪浅。反应器的放大是从实验室规模到工业规模的转化过程,这其中充满了挑战,需要考虑很多因素,如传质、传热、混合以及操作稳定性等。 书中通过一些经典的放大案例,详细地展示了如何利用MATLAB来模拟不同尺度下反应器的行为。例如,在分析CSTR的放大时,它展示了如何通过改变反应器尺寸、搅拌速率等参数,来模拟不同操作条件下反应器内的停留时间分布和转化率。更重要的是,书中还讨论了在放大过程中可能出现的“尺度效应”,以及如何利用MATLAB来预测和规避这些问题。这种深入的分析,让我对反应器放大的复杂性有了更清晰的认识,也让我看到了MATLAB在优化放大策略方面的巨大价值。

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这本书最大的价值在于它将抽象的数学模型与实际的工程应用紧密地联系了起来,特别是对于一些经典的反应器模型,书中提供的MATLAB解决方案让我有了全新的认识。例如,在学习多组分反应动力学时,传统的教材往往会给出复杂的速率方程和相应的质量守恒方程,但如何求解这些耦合方程组,往往让很多学生感到头疼。而这本书则通过MATLAB的符号计算和数值求解能力,为我们提供了一条清晰的路径。 我记得书中有一个关于加氢脱硫反应的例子,涉及到多个组分之间的复杂反应。书中不仅给出了完整的反应机理和速率方程,还详细演示了如何利用MATLAB来建立并求解反应器内的物质平衡方程。通过MATLAB的 `ode45` 等求解器,我们可以轻松地获得不同组分在反应器内的浓度分布,以及反应速率的变化趋势。更重要的是,书中还鼓励我们通过改变反应条件(如温度、压力、原料配比等)来探索最优的操作窗口,这极大地提升了我们解决复杂化学反应工程问题的能力,让我不再畏惧多组分复杂反应。

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这本书在处理化学反应工程中的一些前沿课题时,也展现出了其独到之处,并且充分利用了MATLAB的计算和可视化优势。例如,在涉及多尺度模拟的场景下,传统教材往往难以提供具体的解决方案,而这本书则通过MATLAB,为我们打开了一扇新的大门。我记得书中有一个关于微反应器设计的例子,它不仅考虑了微通道内的流体动力学和传质过程,还将其与宏观尺度的热量交换进行了耦合。 通过MATLAB的强大计算能力,我们可以同时模拟这两个不同尺度的过程,并找出最优的设计参数,以实现高效的传质和传热。书中还鼓励我们进行参数敏感性分析,来了解不同设计参数对微反应器性能的影响,这使得我们能够更有针对性地进行优化。这种将多尺度模拟与实际工程设计相结合的方法,让我深刻体会到MATLAB在解决复杂工程问题中的巨大潜力,也让我对未来的研究方向有了更清晰的认识。

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这本书在案例的选择上非常具有代表性,涵盖了化学反应工程的多个重要领域,并且通过MATLAB的实现,让这些案例变得触手可及。我尤其欣赏书中在处理催化反应器设计方面所做的细致讲解。催化反应器是现代化学工业的核心,其设计往往需要考虑催化剂的活性、选择性、稳定性和传质传热等多种因素。这本书利用MATLAB,将这些复杂的因素整合到了模型中,为我们提供了一个强大的分析工具。 例如,在分析固定床催化反应器时,书中提供了一个完整的MATLAB模型,能够模拟反应物在床层中的转化过程,以及催化剂床层的压降和温度分布。通过改变催化剂的性质(如孔隙率、比表面积、扩散系数等)以及反应器的操作参数(如进料速度、温度、压力等),我们可以直观地观察到这些因素对反应器性能的影响。书中还探讨了催化剂失活的模型,并给出了相应的MATLAB求解方法,这对于理解催化剂的长期运行性能至关重要。通过这些具体的例子,我不仅学会了如何利用MATLAB进行催化反应器的模拟和优化,更重要的是,我深入理解了催化剂在反应器设计中的关键作用。

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购物整体感受如何,,,,,,,,,,,,,

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蛮好

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书很好,就是快递压坏了个边角

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蒙田是法国文艺复兴时期最具影响力的作家之一。早在17世纪,蒙田就 以其独到而深邃的思想声名远播,甚至著名思想先驱培根、帕斯卡尔的作品 都深受其影响,后世作家和思想家更是对其推崇备至。爱默生曾这样评价蒙 田的作品:“剖开这些文字,就会流出鲜血,因为那是有血有肉的鲜活生命 。”尼采也曾对蒙田思想的意义大加肯定:“蒙田的作品大大提高了世人对 生活的热情。”自1571年后的二十年间,蒙田先后创作了百万余字的散文, 编纂为三卷本的《蒙田随笔》,成为文学和思想史上的不朽之作蒙田是法国文艺复兴时期最具影响力的作家之一。早在17世纪,蒙田就 以其独到而深邃的思想声名远播,甚至著名思想先驱培根、帕斯卡尔的作品 都深受其影响,后世作家和思想家更是对其推崇备至。爱默生曾这样评价蒙 田的作品:“剖开这些文字,就会流出鲜血,因为那是有血有肉的鲜活生命 。”尼采也曾对蒙田思想的意义大加肯定:“蒙田的作品大大提高了世人对 生活的热情。”自1571年后的二十年间,蒙田先后创作了百万余字的散文, 编纂为三卷本的《蒙田随笔》,成为文学和思想史上的不朽之作蒙田是法国文艺复兴时期最具影响力的作家之一。早在17世纪,蒙田就 以其独到而深邃的思想声名远播,甚至著名思想先驱培根、帕斯卡尔的作品 都深受其影响,后世作家和思想家更是对其推崇备至。爱默生曾这样评价蒙 田的作品:“剖开这些文字,就会流出鲜血,因为那是有血有肉的鲜活生命 。”尼采也曾对蒙田思想的意义大加肯定:“蒙田的作品大大提高了世人对 生活的热情。”自1571年后的二十年间,蒙田先后创作了百万余字的散文, 编纂为三卷本的《蒙田随笔》,成为文学和思想史上的不朽之作蒙田是法国文艺复兴时期最具影响力的作家之一。早在17世纪,蒙田就 以其独到而深邃的思想声名远播,甚至著名思想先驱培根、帕斯卡尔的作品 都深受其影响,后世作家和思想家更是对其推崇备至。爱默生曾这样评价蒙 田的作品:“剖开这些文字,就会流出鲜血,因为那是有血有肉的鲜活生命 。”尼采也曾对蒙田思想的意义大加肯定:“蒙田的作品大大提高了世人对 生活的热情。”自1571年后的二十年间,蒙田先后创作了百万余字的散文, 编纂为三卷本的《蒙田随笔》,成为文学和思想史上的不朽之作蒙田是法国文艺复兴时期最具影响力的作家之一。早在17世纪,蒙田就 以其独到而深邃的思想声名远播,甚至著名思想先驱培根、帕斯卡尔的作品 都深受其影响,后世作家和思想家更是对其推崇备至。爱默生曾这样评价蒙 田的作品:“剖开这些文字,就会流出鲜血,因为那是有血有肉的鲜活生命 。”尼采也曾对蒙田思想的意义大加肯定:“蒙田的作品大大提高了世人对 生活的热情。”自1571年后的二十年间,蒙田先后创作了百万余字的散文, 编纂为三卷本的《蒙田随笔》,成为文学和思想史上的不朽之作蒙田是法国文艺复兴时期最具影响力的作家之一。早在17世纪,蒙田就 以其独到而深邃的思想声名远播,甚至著名思想先驱培根、帕斯卡尔的作品 都深受其影响,后世作家和思想家更是对其推崇备至。爱默生曾这样评价蒙 田的作品:“剖开这些文字,就会流出鲜血,因为那是有血有肉的鲜活生命 。”尼采也曾对蒙田思想的意义大加肯定:“蒙田的作品大大提高了世人对 生活的热情。”自1571年后的二十年间,蒙田先后创作了百万余字的散文, 编纂为三卷本的《蒙田随笔》,成为文学和思想史上的不朽之作

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