冶金反應工程學基礎

定　價：￥32.00

作　者：	肖興國，謝蘊國編著
出版社：	冶金工業(yè)出版社
叢編項：	冶金反應工程學叢書
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787502420574	出版時間：	1997-05-01	包裝：	精裝
開本：	20cm	頁數(shù)：	389	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　內(nèi)容簡介本書內(nèi)容分為冶金宏觀動力學、反應器理論和典型冶金反應器操作特性及解析方法三篇。在選材上，既包括了冶金反應工程學的基本理論和研究方法，又選入了各類冶金反應器操作解析的典型實例，同時還分類評述了有關研究的發(fā)展概況，供讀者進一步深入學習時參考。本書可以作為鋼鐵冶金和有色冶煉專業(yè)的本科生和研究生教材。片斷：我國著名冶金學家葉渚沛［12］在50年代就闡明應用傳輸理論來研究冶金過程的思想，發(fā)表了強化高爐冶煉過程，重視發(fā)展氧氣轉爐等論文，并在中國科學院創(chuàng)辦化工冶金研究所，堪稱我國在這一領域研究工作的先驅。化工冶金研究所在我國復合礦綜合利用、新型冶煉方法、流態(tài)化和多相反應工程等方面開展了冶金反應工程學研究，并創(chuàng)辦了《化工冶金》雜志，刊載許多這一領域的研究論文，對我國冶金反應工程學的發(fā)展起了推動作用。中國金屬學會1980年在北京召開全國冶金系統(tǒng)高校的冶金傳輸原理教學討論會，1983年在昆明召開冶金反應工程教學討論會，這兩次會議促進了冶金傳輸原理及反應工程的教學和科研工作的發(fā)展，各院校先后開展了相應的教學和研究生培養(yǎng)工作，并編印了講義或出版有關教科書［13～20］，預示著這一學科的發(fā)展后繼有人。1982年在中國金屬學會冶金過程物理化學學會內(nèi)成立了冶金過程動力學學科組（1990年正式改名為冶金反應工程學術委員會），并召開了多次全國性學術會議，這些會議的論文集［21～27］中所發(fā)表的諸多論文，以及在煉鐵、煉鋼和連鑄等全國性學術會議上一些理論性論文，反映了我國學者在這一新興學科領域內(nèi)的研究工作十分活躍和發(fā)展相當迅速。為了總結二十余年來我國在這一學科領域的教學和研究工作，進一步推動其理論的發(fā)展和學術水平的提高，1993年由東北大學蕭澤強教授建議，中國金屬學會和冶金工業(yè)出版社大力支持，組織全國眾多專家學者參加撰寫《冶金反應工程學叢書》，這預示著我國在這一新的學科領域的教學和研究工作將達到更高水平。1.2冶金反應工程學的范疇及與相關學科的關系冶金反應工程學，顧名思義，是研究冶金反應工程問題的科學。它以實際冶金反應過程為研究對象，研究伴隨各類傳遞過程的冶金化學反應的規(guī)律。它又以解決工程問題為目的，研究實現(xiàn)不同冶金反應的各類冶金反應器的特征，并把二者有機結合起來形成一門獨特學科體系，即以研究和解析冶金反應器和系統(tǒng)的操作過程為中心的新興工程學科。圖1－1示出了該學科的范疇、主要研究內(nèi)容及與相關學科的聯(lián)系。這里僅簡要說明其中幾個主要問題。1.2.1傳遞過程所謂傳遞（或稱傳輸）系指動量、熱量和質量的傳遞。本書前言前言冶金反應工程學是研究并解析冶金反應器和系統(tǒng)及其內(nèi)在過程的新興工程學科，70年代末正式引入我國之后，獲得了迅速發(fā)展和十分廣泛的應用。我國各高等冶金學校陸續(xù)為研究生和本科生開設了冶金反應工程學課程，分別編寫了不同類型的教材和講義。然而一本完整的，系統(tǒng)闡述冶金反應工程學基本原理的書籍，對于我國眾多學冶金的學生和已經(jīng)走上工作崗位的冶金科學技術工作者，仍然是非常需要的。東北大學肖興國教授根據(jù)多年講授冶金反應工程學的經(jīng)驗，提出了一個大綱，在1994年10月《冶金反應工程學叢書》編委會和冶金部教材編輯室聯(lián)合召開的“冶金傳輸原理”和“冶金反應工程”教學和教材建設研討會上，與會代表對該提綱進行了認真討論和修改補充后，責成肖興國和謝蘊國二人負責編寫本書。本書分為冶金宏觀動力學、反應器理論和典型冶金反應器操作特性及解析方法三篇。選材上，既包括了冶金反應工程學的基本理論和研究方法，又選入了各類冶金反應器操作解析的典型實例，同時還分類綜合評述了有關研究的發(fā)展概況，供讀者進一步深入學習時參考。本書的緒論、第一篇和第三篇的第11～14章由肖興國教授編寫，第二篇和第三篇的第10章由謝蘊國教授編寫，全書由肖興國總纂定稿。承蒙曲英和蕭澤強兩教授對本書初稿進行了審閱并提出了許多寶貴的修改意見，在此表示誠摯謝意。本書可作為鋼鐵冶金和有色冶煉專業(yè)的本科生教材，同時兼顧研究生的教學需要，亦可供有關研究人員和工程技術人員參考。由于編著者水平有限，書中錯誤或不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。編著者1996—07—25

作者簡介

　　作者簡介肖興國，江西永新人。1941年出生于重慶，1964年畢業(yè)于北京師范大學，同年到東北大學任教至今。先后在普通化學、半導體材料、冶金反應工程學教研室和冶金傳輸原理及反應工程研究室從事教學和科研工作。著有《冶金反應工程學》、《冶金反應工程問題數(shù)值解析》等書，發(fā)表有關學術論文50余篇。1983～1985年及1990～1991年先后作為日本名古屋大學及神戶制鋼所的訪問學者，1993年任瑞典皇家工學院理論冶金系訪問教授?，F(xiàn)任東北大學教授。主要研究領域為冶金傳輸現(xiàn)象、冶金宏觀動力學及冶金反應工程學。作者簡介謝蘊國，云南玉溪人。1938年出生于昆明，1961年畢業(yè)于重慶大學，1961～1978年在湖南冷水江鋼鐵廠從事技術工作。1978年調(diào)到昆明理工大學（原昆明工學院）冶金系任教。1991年在德國阿亨大學進修?，F(xiàn)任昆明理工大學教授。主要研究領域為冶金反應工程學及冶金反應動力學。

圖書目錄

     目錄
   1緒論
    1.1冶金科學的發(fā)展及冶金反應工程學
    1.2冶金反應工程學的范疇及與相關學科的關系
    1.2.1傳遞過程
    1.2.2冶金宏觀動力學
    1.2.3過程解析
    1.2.4比例放大
    1.3冶金反應工程學的數(shù)學模型
    1.3.1反應器內(nèi)各主要反應的宏觀動力學方程
    1.3.2反應器內(nèi)主要傳遞過程方程
    1.3.3衡算方程
    1.3.4方程中的系數(shù)
   1.4冶金反應器的分類
   習題
   參考文獻
    第一篇冶金宏觀動力學概論
   2氣體－固體間反應
    2.1引言
    2.2不生成固體產(chǎn)物層的無孔顆粒與氣體間反應
    2.2.1反應過程描述及模型化
    2.2.2反應過程數(shù)學模型的解
    2.3生成固體產(chǎn)物層的無孔顆粒與氣體間反應
    2.3.1反應過程描述及模型化——縮小的未反應核模型
    2.3.2反應過程數(shù)學模型的解及討論
    2.3.3反應過程數(shù)學模型解的擴展
    2.4多孔固體與氣體間反應
    2.4.1多孔固體的氣化反應
    2.4.2有固體產(chǎn)物生成的多孔固體與氣體間的反應
    習題
    參考文獻
   3氣體－液體間反應
    3.1氣泡與液體間反應
    3.1.1氣泡的形成
    3.1.2氣泡在液體中的運動
    3.1.3氣泡與液體間的傳質
    3.1.4氣泡與液體間的反應
    3.2持續(xù)接觸的氣液相間反應
    3.2.1氣液間傳質理論概述
    3.2.2界膜模型在氣液反應中的應用
    習題
    參考文獻
   4液體－液體間反應
    4.1渣和金屬反應概述
    4.2渣和金屬反應的速度表達式
    習題
    參考文獻
   5液體－固體間反應
    5.1固體在液態(tài)金屬中的溶解
    5.1.1供熱為控制步驟情況
    5.1.2液體邊界層內(nèi)擴散為控制步驟情況
    5.2浸出過程
    5.2.1浸出反應過程
    5.2.2浸出過程解析
    習題
    參考文獻
   6固體－固體間反應
    6.1固體－固體加成反應模型
    6.1.1化學反應控制模型
    6.1.2擴散控制模型
    6.2有氣體中間產(chǎn)物的固－固反應模型
    6.2.1模型表達式
    6.2.2極限情況的討論
    習題
    參考文獻
    第二篇反應器理論基礎
   7理想反應器
    7.1有關理想反應器的基本概念
    7.1.1理想流動模型和理想反應器
    7.1.2停留時間、空間時間和空間速度
    7.1.3反應器分析與設計的基礎
    7.2間歇式全混槽
    7.2.1基本方程
    7.2.2等溫操作的解
    7.2.3絕熱操作的解
    7.2.4間歇式全混槽設計計算舉例
    7.3連續(xù)式全混槽
    7.3.1基本方程
    7.3.2等溫等容解
    7.3.3連續(xù)式全混槽設計計算舉例
    7.4半連續(xù)式全混槽
    7.4.1第一種情況的物質衡算方程
    7.4.2第二種情況的物質衡算方程
    7.4.3熱量衡算方程
    7.5活塞流反應器
    7.5.1基本方程
    7.5.2絕熱解和等溫解
    7.5.3活塞流反應器設計計算舉例
    7.6串聯(lián)全混槽
    7.6.1只有一種流體的情況
    7.6.2有兩種流體的情況
    7.7理想反應器的比較
    7.7.1操作特性的比較
    7.7.2轉化率的比較
    7.7.3反應器容積的比較
    7.7.4理想反應器數(shù)學模型的啟示
    7.8反應器選擇的一般原則
    7.8.1單一反應
    7.8.2復雜反應
    習題
    參考文獻
   8非理想流動反應器
    8.1停留時間分布
    8.1.1停留時間分布概念
    8.1.2停留時間分布函數(shù)
    8.2停留時間分布函數(shù)的數(shù)學特性
    8.2.1分布的均值t
    8.2.2分布的方差σ2
    8.2.3δ函數(shù)和單位階梯函數(shù)
    8.2.4卷積分
    8.2.5傳遞函數(shù)
    8.3停留時間分布的實驗測定
    8.3.1刺激－響應實驗技術
    8.3.2C曲線和E曲線
    8.3.3F曲線
    8.3.4閉式反應器中不同流動類型的F C和E曲線
    8.4停留時間分布信息的應用
    8.4.1利用分布的方差判斷流動類型
    8.4.2利用分布曲線分析流體流動狀態(tài)
    8.4.3利用分布函數(shù)預測反應的效率
    8.5非理想流動反應器數(shù)學模型
    8.5.1擴散模型
    8.5.2槽列模型
    8.5.3組合模型
    8.5.4示蹤劑法測定技術和非理想流動模型在冶金中的應用舉例
    習題
    參考文獻
   9攪拌和反應器內(nèi)液體的混合
    9.1攪拌對冶金反應的意義
    9.2冶金中應用的攪拌方式
    9.3氣體攪拌
    9.3.1氣體攪拌的類型
    9.3.2混合時間的實驗測定
    9.3.3tm與ε之間關系的理論分析
    9.3.4氣體攪拌功率的計算
    9.4機械攪拌
    9.4.1攪拌器的主要參數(shù)
    9.4.2機械攪拌的功率密度
    9.5電磁攪拌
    9.5.1概述
    9.5.2電磁攪拌的類型
    9.5.3電磁攪拌的基本理論分析
    9.5.4電磁攪拌在冶金中的應用舉例
    習題
    參考文獻
    第三篇典型冶金反應器的操作特性及解析方法
   10冶金過程的物理模擬
    10.1概述
    10.1.1?；ā祟愓J識自然的一種科學的研究方法
    10.1.2物理模擬實驗的意義
    10.1.3物理模擬的一般原則
    10.1.4冶金研究中物理模型的分類
    10.2相似特征數(shù)的求法
    11.2.1相似原理——物理模擬的理論基礎
    10.2.2相似特征數(shù)的求法
    10.2.3無因次方程的獲得
    10.3物理模擬實驗
    10.3.1探索性實驗
    10.3.2確定物理模型實驗條件
    10.3.3半嚴格的物理模型實驗
    10.3.41：1幾何相似比的應用
    10.3.5流動顯示和測試技術簡介
    習題
    參考文獻
   11數(shù)學模擬和數(shù)學模型化方法
    11.1數(shù)學模型的分類
    11.1.1按對現(xiàn)象認識程度的數(shù)學模型分類
    11.1.2按其他特征的數(shù)學模型分類
    11.2建立數(shù)學模型的步驟
    11.2.1初步研究
    11.2.2建立數(shù)學模型
    11.2.3模型參數(shù)的估算
    11.2.4編制程序和計算
    11.2.5數(shù)學模型適用性檢驗
    11.3數(shù)學模型的選擇
    習題
    參考文獻
   12冶金氣－固反應器
    12.1固定床反應器操作特性解析
    12.1.1非催化反應等溫固定床操作特性解析
    12.1.2以氣體凈化為目的的固定床操作解析
    12.2移動床反應器操作特性解析
    12.2.1移動床反應器操作解析概述
    12.2.2逆流式移動床反應器等溫操作解析
    12.2.3非等溫逆流式移動床反應器內(nèi)的溫度分布
    12.3流化床反應器
    12.3.1流化床反應器操作解析概述
    12.3.2間歇式等溫非催化反應流化床反應器的操作解析
    12.3.3多段連續(xù)式等溫流化床反應器的操作解析
    12.3.4流化床反應器的兩相模型
    12.4回轉窯反應器
    12.4.1回轉窯操作特點及數(shù)學模型概述
    12.4.2回轉窯過程數(shù)學模型及其應用
    習題
    參考文獻
   13冶金氣－液反應器
    13.1冶金氣－液反應器及其數(shù)學模型研究概述
    13.2氧氣射流及液面沖擊坑的形狀和表面積
    13.2.1拉伐爾噴嘴的氧氣射流
    13.2.2液面沖擊坑的形狀和表面積
    13.3底吹氬鋼包流動的數(shù)學模型
    13.3.1氣液兩相流模型
    13.3.2流函數(shù)－渦量法
    13.4真空脫氣反應器（鋼包）的數(shù)學模型
    13.4.1RH真空脫氣過程模型
    13.4.2RH真空脫氣鋼包內(nèi)鋼水流動及脫碳反應模型
    習題
    參考文獻
   14冶金液－液反應器
    14.1渣金反應為主的冶金反應器操作解析概述
    14.2不同接觸方式的渣金反應操作解析
    14.2.1間歇式持續(xù)接觸
    14.2.2渣滴連續(xù)通過金屬相的短促接觸
    14.2.3金屬滴連續(xù)通過渣相的短促接觸
    14.2.4連續(xù)式渣金兩相逆流接觸
    14.3浸入式噴粉精煉過程數(shù)學模型
    14.3.1模型假定
    14.3.2基本方程的推導
    14.3.3渣相中硫化物飽和時的修正
    14.3.4數(shù)值計算方法及對噴粉實驗的模擬計算結果
    習題
   參考文獻
   附錄I 物理量和化學量的因次
   附錄Ⅱ 常用無因次特征數(shù)
   附錄Ⅲ 不同坐標系中的Navier－St0kes方程和擴散方程
   附錄Ⅳ 常用物質的物性值選輯
   主題索引
   主要符號表