化工過程導論
- 本書目的
- 本書格式
- 貢獻邀請
- 基本單位型別
- 一致性和單位制
- 如何轉換單位
- 量綱分析作為方程式的檢驗
- 為什麼它們很重要?一個昂貴的混凝土塊的寓言。
- 當我們加法運算時,如何計算它們
- 當我們乘法運算時,如何計算它們
- 什麼時候將 5 向下取捨?為什麼不像小學老師教的那樣向上取捨?
- 化學計量學和摩爾與克
- 理想氣體定律
- 生成焓和生成熵
- 黑箱法
- 質量守恆
- 一般守恆方程
- 該守恆方程將如何應用於本課程
- 一些符號
- 最終結果
- 引言:易測變數與匯出變數
- 體積流量和密度
- 速度和橫截面積
- 質量流量與摩爾流量
- 更復雜的例子,單組分流和多操作
- 繪製流程圖
- 一些基本轉換和策略
- 總平衡與單操作平衡
- 每種物質的質量守恆(當沒有反應時)
- 濃度和總流量的使用
- 混合物總性質
- 一般方法和技巧
- 單位之間的轉換。
- 帶有解決方案的示例問題
- 現實中,事物往往更加複雜。
- 自由度分析。
- 更復雜問題的例子
- 節約資源
- 提高產量
- 節省空間
- 節省資金
- 在平衡中使用組合點和分離點
- 關於自由度分析的注意事項
- 迴圈對分離過程影響的示例。
- 展示迴圈的另一種應用。
- 反應化學計量學的回顧
- "摩爾守恆定律"的缺乏
- 反應的摩爾進度
- 穩態分子摩爾平衡方程
- 自由度
- 獨立和依賴的化學反應
- 惰性物質與反應性物質
- 平衡常數(從普通化學中介紹/回顧)
- 反應進度仍然是反應進度
- 沒有平衡的示例問題
- 帶有平衡的示例問題
- 分離過程如何提高效率的示例。
- 原子摩爾的守恆
- 一般概念
- 一些具體例子
- 原子平衡方法的優缺點
- 理想氣體假設,而不是定律
- 狀態方程的概念
- 理想氣體方程的替代方程
- 活度係數
- 溶解度係數
- 吉布斯自由能
- 逸度和逸度係數
- 混合物有什麼不同?
- 偏摩爾性質
- 理想混合物的性質(液體和氣體)
- 平衡狀態下各相偏摩爾逸度的相等
- 理想氣體和理想溶液(**待辦事項**:將此移至“混合物”部分)
- 蒸汽壓;安託萬方程
- 拉烏爾定律(VLE)
- 非理想體系的VLE
- VLE 圖表
- 不互溶流體
- 互溶流體:分離常數 K
- 酸鹼反應在分離中的應用
- LLE 圖表
- 臨界常數
- 狀態方程的廣義形式
- 廣義壓縮因子圖表
- 凱氏法則
- 泡點和露點
- 求解平衡濃度、溫度和壓力
- 在求解物料衡算中使用平衡方程
- 能量衡算背後的理念:能量守恆
- 可能重要的能量型別
- 最常見的能量型別
- 由於流動引起的能量變化
- 由於溫度變化引起的能量變化
- 由於勢能和動能差異引起的能量變化
- 熱量和功
- 實際穩態能量衡算方程(針對開式和閉式系統)
- 理想氣體的熱容
- 參考值
- 計算熱傳遞的方法
- 理解“累積”
- 非穩態物料衡算(離散化)
- 離散化非穩態物料衡算
- 對未來事物的展望
(注意:能量衡算存在許多不同形式,適用於特定情況,這個公式比較通用,但沒有深入到系統的內部,因此無法告訴我們區域性溫度分佈等資訊。此外,對於熱量主導的工藝,該公式最為有用;對於以機械為主的工藝,其他形式更有用。)
- 開式和閉式系統問題(示例)
- 基本理念
- 最常見的未知數
- 衡算之間有什麼共同點?
- 幾個示例問題說明了如何結合這兩個概念。
- 無相變
- 有相變
- 反應體系有什麼不同?
- 將反應熱納入能量衡算
- 整合起來:穩態物料/能量衡算問題,包含反應
- 線性迴歸
- 將函式轉換為線性形式(線性化)
- 插值和外推
- 不動點迭代和加權不動點迭代
- 二分法
- 弦截法
- 切線(牛頓)法
- 方程組和可解性的解釋
- 通用策略
- 特定例項:線性方程、二次方程
- 文字中的示例解
- 如何選擇刻度
- 線性化在繪圖中的應用
- 備用座標軸:對數-對數圖和半對數圖
- 常見的繪圖型別
- 一致性圖
- 殘差圖
- 資料輸入
- 資料操作和繪圖
- 迴歸分析
- 目標求解
- 使用符號數學工具箱求解方程組
- 線性迴歸和多項式迴歸
- 繪製函式和資料點
- 流量的直接測量方法(桶和計時器、流量計等)
- 壓力或壓降的測量方法(壓力計、氣壓計等)
- 速度的測量(孔板流量計、文丘裡流量計等)
- 濃度的測量(氣相色譜、滴定等)
- 溫度的測量(熱電偶和溫度計的型別)
- 標準體積與實際體積
- 除克摩爾以外的其他摩爾型別
- 表壓與絕對壓力
- 磅力與磅質量
- 裝置描述摘要
- 進一步資訊連結
- 本書中使用的符號
- 注意不同來源之間的符號不統一
Chapra, S. and Canale, R. 2002. Numerical Methods for Engineers, 第 4 版. 紐約:麥格勞-希爾出版社。
Felder, R.M. and Rousseau, R.W. 2000. Elementary Principles of Chemical Processes, 第 3 版. 紐約:約翰·威利父子出版社。
Masterton, W. and Hurley, C. 2001. Chemistry Principles and Reactions, 第 4 版. 紐約:哈考特出版社。
Perry, R.H. and Green, D. 1984. Perry's Chemical Engineers Handbook, 第 6 版. 紐約:麥格勞-希爾出版社。
Windholz et al. 1976. The Merck Index, 第 9 版. 新澤西州:默克出版社。
普通化學:更深入地分析普通化學
Matlab:有關如何使用 MATLAB 解決問題的更多資訊。
數值方法:有關求根模組和其他有趣數學的更多詳細資訊(注意:它是在相當高級別上編寫的)
Himmelblau, D. M. and Riggs, J. B. 2004. "Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering", 第 7 版. 紐約:普倫蒂斯·霍爾出版社
資料表
化學科學資料表:包含大量有用的資料,包括相當全面的標準熵列表和 25oC 時的吉布斯自由能(還包括離子列表),以及包含元素摩爾質量、酸平衡常數、溶度積和電勢的圖表。絕對值得一看。
NIST 物性資料: 你可以查詢許多常見物質的物性,包括水、許多輕質烴和許多氣體。可獲得的資料包括密度、焓、熵、Pitzer 非對稱因子、表面張力、焦耳-湯姆遜係數以及其他幾個變數,具體取決於所選的物質和條件。若要以表格形式檢視資料,在輸入所需溫度和壓力範圍後,點選“查看錶格”,然後從下拉選單中選擇所需的屬性。它會告訴你可接受的範圍。
廣義壓縮係數圖: 這在關於氣體和液體的部分非常有用,你應該能夠在任何熱力學書籍或 Perry 手冊中找到此圖的副本。我在這裡連結是為了讓你在談論它時知道我在說些什麼。
SIRCh: 物性搜尋 (精選網際網路資源)