《Mass and Heat Transfer:Analysis of Mass Contactors and Heat Exchangers》书评
《传质与传热:质量接触器和换热器的分析》书评
By 化学与化工学院 苏沁
《Mass and Heat Transfer:Analysis of Mass Contactors and Heat Exchangers》(中文译名《传质与传热:质量接触器和换热器的分析》)由T. W. Fraser Russell、Anne Skaja Robinson和Norman J. Wagner三位作者编著,由全球知名出版社Cambridge University Press于2008年出版。T. W. Fraser Russell是美国特拉华大学化学工程系教授,美国国家工程院院士及美国化学工程学会(AIChE)院士;Anne Skaja Robinson是特拉华大学化学工程系副教授,现任美国国家科学基金会(NSF)主任;Norman J. Wagner是特拉华大学化学工程系教授与副主任。。
该书介绍了传质和传热问题的分析方法、设备操作和设计,主要面向高年级本科生,旨在培养学生对流体和固体中传质与传热机制的理解,并掌握如何估算传递系数及其在实际应用中的关联性。。正文部分共8章节,现介绍如下:
第一章 导言:介绍了介绍了六个层次的复杂性,这些层次能够定量分析质量、能量和动量的转移过程。
第二章 化学反应器分析:首先,介绍了单反应罐式间歇反应器的反应平衡、反应速率及其模型方程,推导了其他类型反应器(包括间歇式、半间歇式和连续流式反应器)的模型方程;最后,讨论了管式反应器的模型方程及其能量平衡。。
第三章 换热器分析:概述了基于能量守恒定律和质量守恒定律建立的间歇式换热器、罐式换热器(包括间歇式、半间歇式、连续流式)以及管式换热器(并流或逆流)的传热速率模型方程,介绍了利用这些模型方程设计换热器的方案程序,并列出了计算能量平衡所需的数据公式。
第四章 质量接触器分析:首先介绍了固体一流体(气体或液体)、液体-液体、液体-气体等两相系统中的流体流动,随后分析了适用于间歇固液、固气、液液或液气系统的基本模型方程及其传质速率和实验测定方法,接着介绍了罐式和管式两相质量接触器中的流体流动与操作方程,最后总结了连续流式质量接触器的设计程序。
第五章 传导与扩散:介绍了热传导率和导热系数的实验测定方法及傅立叶本构方程的推导,涵盖了各物理量的定义与推导过程;进一步讨论了分子扩散速率、固体和静态流体中稳态热传导与扩散的几何效应,以及串联复合层状材料中的传导与扩散行为。还探讨了分子传导与扩散的生成机制、扩散引起的对流效应、膜扩散的基础(包括吸附扩散模型)以及瞬态传导与扩散过程。
第六章 对流传热传质:介绍了层流边界层中具有恒定物理性质的流体的微分输运方程,分析了边界层理论及流体输运过程的类比,提出了流体-流体系统中输运系数的估算模型,并总结了对流输运系数的估算方法。
第七章 液-液质接触器传质系数和界面面积的估算:介绍了气泡和液滴直径的估算方法,罐式质量接触器中界面面积的估算,以及并流和逆流管式接触器中界面面积的估算方法。
第八章 技术上可行的设计案例研究:介绍了三个案例研究,分别是套管式与管壳式换热器的可行性设计,逆流管式质量接触器(填料塔)的可行性设计,以及一种中试规模生物反应器的分析。
本书以清晰明了的方式介绍了化学工程中传质与传热的核心概念及其实际应用问题,结合丰富详尽的例图,帮助读者详细了解各设备的构造、运行原理以及相关知识点的理解与应用。全书编排逻辑清晰,每一章节都附有各物理量的介绍解释,并配有大量复习题以及参考文献,便于读者回顾、复习和和深入考究;每个知识点后都附有对应的例题及其详细的解答过程,帮助读者深入掌握知识点及其实际应用;书中的语言精炼简洁,图文并茂,内容全面,涵盖了传热和传质的基本原理与工程应用,特别强调了学生在实验中常见设备的工程分析与设计能力的培养,致力于提升学生在现代化学工业中所需的实用技能。
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