化学与化工学院 董磊

《Chemical and Energy Process Engineering》由挪威科技大学的化学工程教授Sigurd Skogestad编著，Taylor & Francis 公司旗下的CRC Press出版社于2008年的化工类专业图书。

全书共440页，包括11章节和7个附录，涵盖包括：基础的化工符号、概念、重要的常数、平衡方程推导、反应过程中的质量平衡、能量和热量平衡、膨胀和压缩过程、物理化学、化工热力学、流体力学机械能平衡、化学反应工程、动态过程等化工能源领域知识的图书。此书最初作为挪威科技大学攻读化工和石油工程的大二学生的化工过程学课程教材。该书基于物料守恒、热力学第一和第二定律，集中讨论了从原料到产品的化工过程，旨在为正在和尚未从事实际化工过程设计的读者提供理论分析基础和计算依据。此外，在本书前瞻部分同样推荐了众多适合读者们学习热力学、物料衡算和化工过程工程的相关书籍。

章节介绍：

第一章主要介绍了基础的化工符号表达、计算及其单位，如：比热容、焓变、熵、摩尔质量等，注意到这些基础的化工符号需要区分大小写。部分重要的数值，如：气体常数、常压值、水的比热容等同样被着重介绍和提及。此外，同样涉及了基本的化工概念，如：系统、封闭系统、间歇过程、连续过程、稳态过程和单元操作等基本概念。

第二章介绍了平衡方程的推导。作为化工工艺工程师计算所需的重要理论依据，平衡方程，尤其质量平衡的推导具有重要意义。本章介绍了平衡的基本原则，简单和循环情况下的平衡方程的推导和变形，此外还考虑了方程的自由度和可解性。

第三章基于前两章内容，针对伴随反应的稳态条件下的整体质量平衡进行介绍和探讨。包括：组分平衡、稳态下组分平衡、转化率和反应程度、反应选择性和收率、循环、原子平衡、独立反应和矩阵、化学反应平衡等内容。

第四章则基于开放式系统着重介绍了能量平衡。能量平衡可用于计算温度、传热和做功情况。本章还介绍了能量和功形式、能量平衡方程、焓变的计算、真实流体的热力学状态图、压力焓变和焓-熵图、化学反应、动能和势能的能量平衡计算等内容。此外，该章节中的相关内容可与附录A中的物理化学、热力学等信息相结合。

第五章针对热量转换即换热展开介绍，该章基于能量平衡涉及了热单元操作过程中的传热计算。包括：传热温度、热交换面积、换热器模拟计算等内容。

第六章就压缩和膨胀问题展开描述，基于稳态过程，本章分别涉及了压缩和膨胀过程中的轴功计算。包括：加压的压缩、涡轮膨胀、可逆轴功的介绍、推导、等温过程、绝热过程、复杂过程、真实气体的绝热/等温/可逆膨胀和压缩等内容。

第七章介绍了熵和平衡。尤其针对代表无序状态的熵函数内容展开描述。包括：热力学第一、第二定律、熵计算、不可逆熵变计算、熵变用于计算可逆压缩和膨胀过程的轴功、勒夏特列原理、气液平衡、闪点、泡点和露点计算。此外，

该章同样涉及了平衡常数使用的理论基础，关于熵的相关内容同样可查阅附录B。

第八章介绍了热和功，通过热力学分析传热过程的功损失和热效率问题。包括：热力学介绍（附录A和B可作为辅助参考内容）、热机的热功计算（基于热力学第一、第二定律）、制冷和热泵的可逆热机、热效率、能量效率、卡诺效率、开放系统的理想功、㶲及其效率、化工反应的理想功、燃气机燃烧过程等内容。

第九章介绍了机械能平衡。针对流体系统的机械能平衡，采用了伯努利方程进行计算。包括：基础的能量平衡方程、机械能的概念、可逆功和摩擦、机械能平衡、机械能摩擦损失等内容。

第十章涵盖了化学反应工程的内容。本章具体包括：反应动力学、反应速率、速率方程、反应级数和机理、动力学和热力学一致性、催化、反应器计算和设计、理想连续搅拌釜式反应器、间歇反应器、反应器类型比较、确定反应级数和速率常数、反应条件选择等内容。

第十一章则通过动态建模、响应、模拟和过程控制讨论了动态过程。包括：考虑动态系统和动力学模型的原因、动态平衡模型（质量平衡、组分平衡、能量平衡、无反应和相变的情况、有相变的情况、有反应的情况、稳态平衡）、阶跃响应和时间常数、一阶系统、动态模型的线性化、动态模拟的若干事例等内容。

附录A涵盖了部分热力学和物理化学内容。附录B着重提供了热力学方面，尤其熵和热平衡相关的补充内容。附录C则举例了多种不同的平衡过程供读者阅读和学习。附录D对全书进行了总结。附录E则为读者提供了额外的相关试题。附录F提供了部分物理和热力学数据的来源文献和图书出处。附录G汇总了全书各章节练习题的答案。

本书作为化工类教学和科普书籍，为目前和未来从事化学工程、能源工程、机械工程、控制工程和生物工程等领域的学生、学者和专业技术人员提供了相关计算理论基础。全书内容丰富，结构安排合理，通过大量的数学模型和理论推导物料、能量等平衡和热力学过程并介绍了大量基本的化工概念，是一本值得认真阅读和学习的好书。

馆藏索书号：TQ02/S628

国外高校馆藏：墨尔本大学图书馆、耶鲁大学图书馆、麻省理工大学图书馆、加州伯克利大学图书馆哥伦比亚大学图书馆

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