研究所講重點【化工熱力學】（3版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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「單操輸送」及「化動化熱」為化工學係同學必修的課程，亦是升研究所、高考、化工技師檢覈之必考科目。若要順利通過上述考試，同學們不僅須將教科書內容熟讀理解，同時仍需藉由考古題的自我練習，以印證自己對教科書中所述理論的瞭解與吸收。

　　筆者收集曆年來各公立大學化工研究所入學試題，及數年補習班教學經驗，編寫成正確而詳盡的題解，並於解題過程中闡述解題技巧，盼同學在閱讀完本書後能功力大增，以期通過各項考試。
 

深入探索化工過程的基石：精細化工過程控製與優化 （本書並非《研究所講重點【化工熱力學】（3版）》） 圖書定位與目標讀者： 本書旨在為化工、化學工程、製藥工程以及相關領域的工程師、研究人員和高年級本科生提供一套全麵、深入且高度實用的化工過程控製與優化理論及應用指南。在全球化工産業嚮著更高效、更安全、更環保方嚮轉型的背景下，對復雜過程進行精確、智能的調控已成為核心競爭力。本書超越瞭基礎的熱力學和單元操作知識，直擊工業生産的“神經中樞”——過程控製係統（PCS）的設計、實施與優化。 核心內容闆塊與技術深度： 本書共分為六大部分，涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的完整知識體係，力求在理論深度和工程實用性之間取得完美的平衡。 第一部分：化工過程基礎與建模（Bridging Theory and Reality） 本部分聚焦於將復雜的物理化學現象轉化為可計算的數學模型，這是所有控製策略的基石。 1. 化工過程的特性化描述： 詳細闡述瞭質量守恒、能量守恒和組分守恒在動態係統中的應用，重點分析瞭反應器、精餾塔、換熱器等典型單元操作的時變特性。 2. 綫性化技術與小擾動分析： 討論瞭非綫性係統在綫性控製設計中的挑戰，並係統介紹瞭狀態空間模型（State-Space Model）和傳遞函數模型（Transfer Function Model）的建立過程，特彆關注瞭模型階次縮減與辨識技術在工程中的實際操作性。 3. 動態模擬與軟件應用： 介紹瞭使用專業仿真軟件（如Aspen Plus Dynamics, gPROMS）對典型化工流程進行動態模擬的方法論，確保讀者理解模型在不同工況下的行為預測能力。 第二部分：經典過程控製係統（The Foundation of Regulation） 此部分迴歸控製工程的經典理論，但從化工應用的角度進行深化解析。 1. 反饋控製設計（PID優化）： 不僅僅停留在介紹P、I、D參數，而是深入探討瞭化工過程中的死區、飽和、積分飽和等非理想現象對PID性能的影響。重點講解瞭IMC（內部模型控製）的設計理念及其在對易失穩係統（如高稀釋度反應器）中的應用。 2. 前饋控製與串級控製： 係統分析瞭串級控製如何有效處理內部擾動，以及前饋控製如何應對可測量的外部擾動。通過具體的精餾塔壓力控製和塔底溫度控製案例，展示瞭兩者在提高係統魯棒性方麵的協同作用。 3. 先進控製策略基礎： 引入瞭例如解耦控製的概念，特彆針對多變量耦閤係統（如耦閤精餾塔）的解耦矩陣設計和其實際工程實現中的局限性進行瞭詳盡討論。 第三部分：過程的性能分析與可靠性（Stability and Robustness） 控製係統的核心價值在於其穩定性和對模型不確定性的抵抗能力。 1. 時域與頻域分析： 詳細講解瞭奈奎斯特（Nyquist）判據和波德（Bode）圖在化工過程穩定性裕度評估中的作用，並結閤實際的頻率響應測試數據，指導讀者如何診斷控製迴路的性能衰減。 2. 魯棒控製簡介： 概述瞭$H_{infty}$控製的基本思想，闡釋瞭在化工過程模型參數存在顯著不確定性時，如何設計一個保證性能的控製器。 3. 迴路整定與在綫優化（Tuning）： 重點介紹基於過程模型的（如Ziegler-Nichols的改進版）和基於性能指標（如IAE, ITAE最小化）的在綫整定方法，強調在不中斷生産的前提下進行性能提升的實用技巧。 第四部分：現代多變量與智能控製（The Next Generation Tools） 隨著傳感器技術和計算能力的飛速發展，現代控製技術在復雜流程中的應用日益廣泛。 1. 模型預測控製（MPC）： 這是本書的重點之一。詳細介紹瞭MPC的原理、滾動時域計算、約束處理機製（軟約束與硬約束）。通過對大型壓縮機負荷優化、反應産率最大化等案例的深度剖析，展示瞭MPC如何同時處理多個輸入和輸齣變量，並在嚴格的設備操作限製下實現最優運行。 2. 狀態估計與卡爾曼濾波： 針對化工現場傳感器數據噪聲大、部分狀態不可測的問題，係統講解瞭擴展卡爾曼濾波（EKF）和無跡卡爾曼濾波（UKF）在綫估計反應器內組分濃度和溫度分布的應用。 3. 模糊控製與神經網絡在過程控製中的探索： 探討瞭如何利用專傢知識和曆史數據構建模糊邏輯控製器，尤其適用於難以建立精確數學模型的非綫性係統。 第五部分：安全儀錶係統與批過程控製（Safety and Batch Excellence） 過程控製與安全保障是化工生産中不可分割的兩個方麵。 1. 安全儀錶係統（SIS）設計與集成： 詳細解析瞭IEC 61511標準對安全儀錶係統的要求，包括安全完整性等級（SIL）的確定、安全聯鎖的邏輯設計以及與基礎過程控製係統（BPCS）的隔離要求。 2. 批過程控製（Batch Control）： 針對製藥和精細化工中常見的間歇操作，引入ISA S88標準。講解瞭配方管理、批次狀態模型（State-based Model）以及如何使用順序控製邏輯（Sequential Control）來實現柔性化生産。 第六部分：過程優化與經濟性分析（From Control to Profit） 控製的最終目標是實現工廠的最佳經濟效益。 1. 實時優化（RTO）： 講解瞭RTO係統如何利用最新的在綫分析數據和當前的生産約束，周期性地調整MPC的設定點，以追蹤最優的工藝窗口。重點剖析瞭RTO模型與MPC模型之間的數據傳遞和接口協議。 2. 能效監控與優化： 結閤能量集成和過程數據分析，探討如何通過精細調整關鍵控製迴路（如加熱/冷卻介質的分配）來降低單位産品的能耗。 本書的特色與優勢： 本書的講解風格嚴謹而不失生動，結閤瞭大量的真實工業案例圖錶和數據分析結果。其價值在於： 深度貼閤工程實踐： 每章末尾均設有“工程挑戰與應對”欄目，直接討論工業現場遇到的疑難雜癥。 模型驅動思維： 強調“無模型，不控製”的理念，引導讀者從根本上理解過程動態。 前沿技術融閤： 係統地整閤瞭MPC、RTO等主流先進控製技術，為讀者構建麵嚮未來的知識體係。 通過閱讀本書，讀者將能夠從容應對現代化工生産中日益復雜的控製難題，有效地提升裝置的收率、質量穩定性和運行安全性，實現過程控製嚮價值創造的戰略轉型。

作者簡介

林隆

　　大碩補習班20年名師
　　教授化工熱力學、反應工程學、單元操作、輸送現象
　　著作：化工熱力學、反應工程學、單元操作、輸送現象、單操輸送奪分攻略、化工熱力學與反應工程奪分攻略
 

Ch1 導論
Ch2 The First Law and Other Basic Concepts
Ch3 Volumetric Behaviors of Pure Fluids
Ch4 Heat Effect
Ch5 The 2nd Law of Thermodynamics
Ch6 Thermodynamic Properties of Fluids
Ch7 Thermodynamic Properties of homogeneous mixture
Ch8 Phase Equilibrium
Ch9 Thermodynamic Analysis of Flow Processes

评分☆☆☆☆☆

這套書簡直是我化工熱力學學習生涯中的一座燈塔，如果不是因為這本書，我恐怕真的要在這繁雜的公式和理論海洋中迷失方嚮瞭。還記得剛開始接觸這門課程的時候，那種無從下手的感覺，簡直比蒸餾塔的塔闆效率還要低。教材上的內容一股腦地堆砌過來，各種熵、焓、吉布斯自由能的概念，還有那一大堆的偏導數，看得我頭疼欲裂。幸好，我在圖書館偶然發現瞭這本《研究所講重點【化工熱力學】（3版）》。它的講解方式真的太到位瞭！不是那種枯燥乏味的理論堆砌，而是真正抓住瞭核心，用一種非常直觀、易於理解的方式層層剖析。每一個概念都配有清晰的圖示和貼近實際應用的例子，讓我能夠真正理解這些抽象的概念是如何在化工生産中發揮作用的。比如，關於相平衡的部分，書裏就通過具體的混閤物體係，一步步演示瞭如何構建相圖，如何利用相圖來預測和控製物料的狀態，這比我之前看過的任何教材都要生動形象。更讓我驚喜的是，書中還提煉瞭大量的解題技巧和方法，對於那些容易混淆的題型，它總能給齣最簡潔有效的解法，大大提高瞭我的解題效率。我真的覺得，這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，在我學習的道路上給予瞭我最寶貴的指導。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對化工熱力學的理解一直停留在“背誦公式”的層麵，感覺這門課充滿瞭各種難以理解的抽象概念，做題也總是模棱兩可。直到我拿到這本《研究所講重點【化工熱力學】（3版）》，纔真正打開瞭新世界的大門。這本書最讓我印象深刻的就是它對“為什麼”的深入探討。它不像其他教材那樣直接拋齣結論，而是會從基本原理齣發，一步步引導讀者去推導和理解。比如，在講解“逸度”這個概念的時候，它沒有僅僅停留在數學定義上，而是花瞭大量的篇幅去解釋逸度在實際應用中的意義，比如它如何反映真實氣體與理想氣體的偏差，以及在多組分體係中如何影響化學平衡。這種深入的解釋讓我覺得，我不再是被動接受知識，而是主動參與到知識的構建過程中。書中的習題設計也極具匠心，很多題目都能夠觸及到理論的精髓，並且都有詳細的解析，讓我能夠對照著自己的思路，找齣不足之處。我尤其喜歡書裏關於“熱力學過程分析”的部分，它將理論知識與實際工程問題緊密結閤，讓我看到瞭熱力學在優化反應器設計、提高能量利用效率等方麵的巨大潛力。這本書真的讓我對化工熱力學産生瞭濃厚的興趣，也讓我看到瞭這門學科的魅力所在。

评分☆☆☆☆☆

要說學習化工熱力學，這本書絕對是我近年來看過最實在的一本。它不像那種“速成”類的書籍，隻教你一些套路和技巧，而是真正從根子上幫助你理解這個學科。我之前學習的時候，總覺得很多公式推導過程很繁瑣，而且不知道它們有什麼實際意義。但是這本書，通過大量的圖示和生動的比喻，把這些抽象的概念變得清晰可見。比如，它解釋熵的時候，不是簡單地定義“無序度”，而是會結閤實際的例子，比如氣體分子的運動，讓你直觀地感受到熵增的過程。而且，書中還強調瞭不同熱力學模型（如理想溶液、真實溶液模型）的適用範圍和局限性，這對於我們在實際工作中選擇閤適的模型來計算和預測，至關重要。我尤其喜歡它對“活度係數”的講解，不僅僅停留在數學公式上，而是深入分析瞭影響活度係數的因素，以及如何通過實驗數據來迴歸和校準。這本書的優點在於，它讓你“知其然，更知其所以然”，真正掌握瞭學習的底層邏輯，而不是死記硬背。它讓我不再害怕復雜的計算，而是能夠自信地去分析和解決問題。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即將畢業的本科生，在準備考研的過程中，對化工熱力學的掌握程度一直是我比較焦慮的問題。市麵上相關的參考書很多，但質量參差不齊，要麼太偏理論，要麼太偏解題技巧，很難找到一本能夠兼顧兩者，並且講解透徹的書。《研究所講重點【化工熱力學】（3版）》簡直是為我量身定做的！這本書的結構安排非常閤理，從最基礎的物態和熱力學基本定律開始，循序漸進地深入到相平衡、化學平衡等核心內容。最關鍵的是，它的講解不是一味地強調公式的推導，而是更注重概念的理解和應用。它會用各種生活中的例子來類比抽象的熱力學概念，比如用燒水煮飯來類比相變過程，用能量守恒來解釋熱力學第一定律，這些比枯燥的文字描述要生動得多，也容易記憶。而且，書中對於一些易錯點和難點都有特彆的標注和講解，讓我能夠及時糾正自己的錯誤理解。我最喜歡的是書末的綜閤性習題，這些習題的難度和覆蓋麵都非常廣，做完之後，我對整個化工熱力學知識體係的掌握程度都有瞭質的飛躍。這本書不僅幫助我鞏固瞭知識，更讓我對未來的研究生學習充滿瞭信心。

评分☆☆☆☆☆

作為一個在化工行業摸爬滾打瞭多年的老工程師，我對化工熱力學的重要性有著深刻的體會。很多時候，一個看似簡單的問題，背後都隱藏著復雜的熱力學原理。然而，市麵上很多教材的講解都顯得有些陳舊，或者過於理論化，與實際生産脫節。《研究所講重點【化工熱力學】（3版）》這本書，無疑是一股清流。它在保留瞭經典理論精髓的基礎上，更加注重瞭實際應用和前沿發展。書中對一些現代化工過程的熱力學分析，比如膜分離、吸附過程等，都進行瞭深入的探討，這對我解決實際生産中的一些瓶頸問題非常有啓發。它不僅僅是知識的傳遞，更是一種解決問題的思路的培養。我特彆欣賞書中對“能量的有效利用”和“過程的經濟性”的關注，這些正是化工企業最關心的點。通過對熱力學原理的深刻理解，我們可以更好地設計節能降耗的工藝，提高生産效率，降低成本。這本書對我來說，不僅僅是一本參考書，更像是一次“充電”，讓我能夠重新審視和提升自己在化工熱力學方麵的認知，也為我解決實際工程問題提供瞭新的視角和工具。