單元操作與輸送現象完全解析 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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林育生

圖書標籤:

化工原理
單元操作
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具體描述

解題觀念加入方法工程設計觀點與現場實務經驗，保證為最新考古題詳解。

　　◎整理原文書與坊間教科書，結閤考試經驗，加上詳細解題過程，最適閤廣大考生的參考書。

　　◎指明最正確的考試方嚮，考生花最短的時間實力突飛猛進！

　　◎購買本書的讀者享有書中內容兩年解惑諮詢，歡迎讀者與作者聯繫討論。

　　類題內容，完全仿真：
　　類題練習收錄McCabe、Geankoplis、Bird、3W四本化工原文書最常考的例題與坊間中譯本重點式例題，題目內容完全中譯，解題過程最詳盡。

　　歷屆試題，完全解析：
　　收錄高考、普考、地方特考、化工技師、經濟部職員特考，81年至105年之題型完全解析，題型最豐富，解題過程最詳細，非坊間一般書籍可比擬。

　　觀念解說，多元寫實：
　　內容編排捨去一般教科書與中譯本的編排方式，隻針對必考重點作深入淺齣的解析，可作為短期衝刺者的大補帖，也適閤在校生準備國考時作精進之用。

　　完全解析，必得高分：
　　類題練習與歷屆試題完全解析，钜細靡遺、淺顯易懂，最適閤自修者學習，短期內可使觀念與破題能力大幅提升，就業考試必得高分。

動力學與過程控製原理概論本書聚焦於係統動態行為的建模、分析與控製，旨在為工程、科學及管理領域的專業人士提供一個全麵且深入的理論框架與實踐指導。第一部分：係統動力學基礎本部分首先從物理係統的基本構成單元入手，探討如何將現實世界中的復雜係統抽象為數學模型。我們深入剖析瞭綫性與非綫性係統的基本概念，重點關注微分方程在描述時間演化過程中的核心作用。第一章：動態係統的數學錶述本章詳細介紹瞭狀態空間錶示法（State-Space Representation）作為描述多輸入多輸齣（MIMO）係統的標準工具。我們不僅講解瞭如何從物理定律（如牛頓第二定律、基爾霍夫定律）推導齣狀態空間方程，還涵蓋瞭係統的基本性質，如可控性（Controllability）與可觀測性（Observability）。特彆地，對於綫性定常（LTI）係統，我們闡述瞭如何通過計算矩陣指數（Matrix Exponential）來求解係統的零輸入響應和零狀態響應。第二章：綫性係統的時域與頻域分析時域分析部分，重點討論瞭係統的瞬態響應（Transient Response）特性，包括一階和二階係統的標準響應麯綫、超調量（Overshoot）、建立時間（Settling Time）和穩態誤差（Steady-State Error）。頻域分析則引入瞭係統的傳遞函數（Transfer Function）概念，並詳細解析瞭拉普拉斯變換在係統分析中的應用。通過波德圖（Bode Plot）、奈奎斯特圖（Nyquist Plot）等工具，我們展示瞭如何評估係統的頻率響應特性，理解係統對不同頻率激勵的敏感程度。第三部分：穩定性理論穩定性是控製係統的基石。本部分係統地介紹瞭各種判斷係統穩定性的方法。第三章：穩定性判據我們首先從李雅普諾夫穩定性定義齣發，闡述瞭全局穩定性與局部穩定性的區彆。隨後，詳細講解瞭代數判據，包括著名的勞斯-赫爾維茨判據（Routh-Hurwitz Criterion），並輔以大量實例說明如何利用判據快速確定特徵多項式的根的位置，從而判斷係統的 BIBO 穩定性。此外，本章還介紹瞭根軌跡法（Root Locus），展示瞭係統增益變化如何影響閉環極點的位置，以及係統穩定性的邊界。第四章：相對穩定性與穩健性初步除瞭絕對穩定性，相對穩定性（如相裕度、增益裕度）在工程實踐中更為重要。本章探討瞭如何通過頻率響應圖來量化係統的穩健性，即係統在模型參數存在不確定性或受到外部擾動時仍能保持穩定和良好性能的能力。第三部分：經典控製設計（PID 控製） PID（比例-積分-微分）控製器因其通用性、魯棒性和易於實現的特性，在工業控製領域占據核心地位。第五章：PID 控製器的原理與實現本章深入剖析瞭 P、I、D 三種控製作用的物理意義及其對係統動態性能的影響。P 作用提供即時修正，I 作用消除穩態誤差，而 D 作用則提供預測性阻尼。我們詳細討論瞭離綫整定方法，如齊格勒-尼科爾斯法（Ziegler-Nichols Method），並比較瞭其在不同係統上的適用性。第六章：現代 PID 優化與數字化實現考慮到實際工業應用，本章探討瞭數字 PID 控製器的采樣效應、量化誤差和抗飽和技術。同時，介紹瞭更先進的整定策略，例如基於模型的內部模型控製（IMC）的 PID 參數設計，以及自適應 PID 的基本思想，以應對過程參數隨時間變化的工況。第四部分：現代控製理論基礎現代控製理論為處理高階、強耦閤和復雜的非綫性係統提供瞭強大的數學工具。第七章：可控性與可觀測性的提升本章迴顧瞭可控性和可觀測性的概念，並引入瞭極點配置（Pole Placement）技術。通過狀態反饋，我們學習如何將閉環係統的極點任意配置到期望的位置，從而實現期望的動態響應。此外，對於狀態變量不能完全測量的係統，本章詳細介紹瞭觀測器的設計，如 Luenberger 觀測器，用以估計係統的內部狀態。第八章：最優控製導論最優控製的目標是使係統的性能指標（Cost Function）達到最優。本章聚焦於綫性二次型調節器（LQR）的設計。我們闡述瞭黎卡提方程（Riccati Equation）的求解過程，以及 LQR 權值矩陣的選擇如何平衡控製能量消耗與狀態誤差的最小化。第九章：先進控製主題簡介為瞭拓寬讀者的視野，本章簡要介紹瞭當前控製領域的前沿研究方嚮，包括： 1. 魯棒控製（H$infty$ 控製）：針對不確定性建模，確保係統在模型誤差下依然保持性能。 2. 模型預測控製（MPC）：利用係統的動態模型，在每個采樣周期內在綫求解最優控製序列，尤其適用於約束條件下的過程控製。 3. 非綫性係統基礎：簡要介紹瞭反饋綫性化和滑模控製的基本思想，為後續深入研究非光滑控製打下基礎。本書特色：理論與實踐緊密結閤：每一章節均配有大量的工程實例，使用 MATLAB/Simulink 配閤的仿真案例，幫助讀者直觀理解抽象概念。強調物理意義：始終將數學模型迴歸到其所代錶的物理過程，避免純粹的數學推導堆砌。結構嚴謹：從經典控製的時域頻域分析，逐步過渡到現代控製的狀態空間方法，邏輯清晰，適閤自學或作為高校相關課程的參考教材。目標讀者：化學工程、機械工程、航空航天、電氣工程、自動化、生物醫學工程等領域的高年級本科生、研究生及從事過程控製和係統建模的工程師。

著者信息

作者簡介

林育生（Eason Lin）

學歷
　　國立中央大學化工研究所

經歷
　　奇美電子黃光製程與設備工程師
　　東陽實業廠電鍍管理師
　　颱灣塑膠公司麥寮氯乙烯廠值班主管
　　Metso Automation控製閥業務工程師
　　高雄中鼎方法設計部方法工程師

現職
　　颱灣中油石化事業部方法工程師

　　讀者諮詢信箱：k59252003@gmail.com

圖書目錄

序言：做正確的事
參考書籍
閱讀方式與準備方嚮

輸送現象
零、因次分析
一、黏度及動量傳送機製
二、層流之殼動量均衡及速度分佈
三、等溫係統之變化方程式
四、具多自變數係統的速度分佈
五、等溫係統之巨觀均衡
六、熱傳導及熱量傳送機製
七、固體及層流中殼能量均衡及溫度分佈
八、非等溫係統之變化方程式
九、多自變數係統的溫度分佈
十、非等溫係統之巨觀均衡
十一、質量擴散係數及質量傳送機製
十二、固體及層流中殼質量均衡及濃度分佈
十三、成份係統的變化方程式
十四、多自變數係統的濃度分佈
十五、二成份係統之巨觀均衡

單元操作
十六、液體攪拌(流體力學)
十七、等溫係統之界麵動量傳送(流體化床與粒子流動狀態)
十八、等溫係統之界麵動量傳送
十九、管線中流量之量測(流體力學)
二十、泵特性及相關運用(流體力學)
二十一、熱傳遞及其應用(輻射熱傳送)
二十二、熱傳遞及其應用(蒸發器)
二十三、熱傳遞及其應用(經驗式計算)
二十四、熱傳遞及其應用(換熱器)
二十五、質量傳遞與其運用(經驗式計算)
二十六、質量傳遞與其應用(蒸餾)
二十七、質量傳遞與其應用(吸收與氣提)
二十八、質量傳遞與應用(萃取與瀝取)
二十九、質量傳遞與應用(乾燥)
三十、質量傳遞與應用(增濕與減濕)
三十一、粉粒體之操作(單元操作)
三十二、過濾_結晶_吸附分離

※此書內的作圖題幾乎都是微軟的投影片手繪，在數值上可能會有些微誤差，讀者需瞭解的部份是解題過程，實際數據與圖錶可由題目所提供之原文書齣處或考題年份自行上網下載題目參考與練習。

圖書序言

ISBN：9789863586128
規格：普通級 / 初版
齣版地：颱灣
檔案格式：EPUB固定版型
建議閱讀裝置：平闆
TTS語音朗讀功能：無
檔案大小：209.7MB

本書分類：考試用書> 職訓檢定> 化工

圖書試讀

作者序

　　會想齣一本關於考試用書，也在於自己這一路上求學過程，無論是考研究所或者是考經濟部特考時發現坊間的教科書與題解書都有不少盲點，如果是以學校的教授編著的中譯本或是個人整理的參考書籍，裡麵不是放瞭太多經驗圖錶，最常齣現解釋不清楚；不然就是不知如何從經驗圖錶查到所需要的數值，整個編排太過於偏嚮教科書的形式，這點對準備考試的人而言不容易抓到重點，另外就是整個編輯上偏重於理論與學術，陳述瞭一堆理論，但對於破題完全沒有幫助，變成此種書籍可參考的題型很少，此類書所放的題型比較像是學校求學中有一些想整人的教授考Open Book 的題型，還有一種就是補習班老師齣的題解本，但對於沒有時間去上補習班或經濟狀況較不富裕的朋友們閱讀這些題解，會發現錯誤很多，此外計算或推導過程中省去瞭很多步驟，自然很容易浪費不少時間作修正或參考其他的書輯作確認內容的正確性，但這種朋友算是最認真的，還會去參考其他書輯，另一種則是不分青紅皂白的背解題過程，還有一種最糟糕的就是直接放棄瞭，也或許是齣版時打字上沒有校稿，或者是補習班的講師希望留一手，畢竟自己自修看不懂，你自然而然就會去補習，而且現在的補習班很多都是用錄影帶教學，有瞭問題也無從問起，對補習班而言齣書整個偏商業導嚮，對準備考試者完全沒太大幫助。

　　我個人是非常不喜歡以上兩種類型的編排，所以在編排上的原則我儘量用較容易理解的白話，配閤原文書與坊間的教科書整理，加上詳細的解題過程，讓沒有時間去上補習班的上班族或者是沒時間去補習的朋友，或者是你已經厭倦去補習看錄影帶，但有問題卻無法解決的朋友，我相信看瞭這本書與作瞭這本書的題解，一定會讓你開捲有益，在短時間半年至一年的準備考試過程中在解題技巧可以突飛猛進，此本書收錄的考古題將近25 年的題目，對於單操輸送這個領域，相信目前坊間還沒有第二本有如此的編排內容&考試分佈與重點提醒，而且對於敘述與題解部份較難的內容，摘錄於原文書內容敘述與題型或者是坊間教科書也都會附上齣處，對化工係的朋友們可以節省不少花費在閱讀原文書的內容，更容易抓的到考題重點與方嚮，畢竟我也相當認同，有時方嚮錯誤跟沒讀書的下場幾乎是差不多慘，但很多人不認為是這種原因，會覺得是自己讀不夠熟，其實追根究底跟一本書主義有很大的關係，會把補習班的題解本當成是聖經下去閱讀，無論如何都要死背起來的感覺，其實這種作法會讓自己在學習上會有很大的盲點，還有一種朋友被學校的一些八股教授洗腦，一直欺騙你沒有學好工程數學，單操輸送就會無法學好的屁話，所以對此科目一直存在恐懼感，偏偏還是有人一直被這種謊話欺騙瞭30 年(因為我本人也是受害者之一)，其實分析這十年的考題，純工數的時代早已過去，取而代之則是靈活題目的計算與應用題，所以這本書可以讓你重新燃起學習單操輸送的信心，而且能讓你反應實質的進步在你的分數上大幅躍進。

　　理工係的朋友們一定有很大的認知，沒有熟悉與充足的練習大量的題型，很容易在考場上挫敗，而且是毀滅性的失敗，簡單來說一張考捲沒有幾題可以寫的，尤其現在的國傢考試題型相當的靈活，對於是一本書主義者很容易會考不好，簡單的原因說穿瞭，隻要考超齣這本書範圍你就不會解瞭，所以在題型的收集上我特別去收錄原文書與坊間教科書重要的例題讓你準備時萬無一失，另外在單元操作部份，例如：蒸餾、蒸發、吸收、萃取、換熱器，我也把我在業界對於方法工程的觀念放入其中，我相信對於考經濟部特考員與化工技師的朋友們會有很大的幫助，對於一般在學的同學也可更為瞭解化學工程在實務上是如何作應用，而不是跟著學校的教授或者是補習班的老師鬍亂算瞭一堆題目卻無法理解其中的意義在哪？也無法判斷其正確性，如果未來接觸石化工業的領域無法將觀念應用在工作場閤上是較為可惜的，畢竟理論也是需要實務經驗作配閤，如果是單純作學術，是不要命的把原文書整本拿起來死命的K，但今天我們準備考試不是作研究，而是短時間要提升你的分數纔是重點，相信以上敘述這些編排，一定會對你有所幫助，這本書也算是我準備考研究所與經濟部特考沒有去補習班自學的歷程縮圖，雖然這一路上求學與工作也是跌跌撞撞不太順遂，但畢竟也是抱持著想幫助人的心情分享內容，也希望少一些人走冤枉路，但我一直相信正確的準備方法加上研讀的方嚮正確，一定可以讓你準備考試上輕鬆的許多，分數也會增加不少，就像牛頓說過的一句話：如果說我看得比別人遠些，那是因為我站在巨人的肩膀上，閱讀這本書對於準備考試的人而言，我相信你也會有這種感覺的，雖然算完這些題目，也不能讓你在實務經驗上在方法工程設計領域變成一個武林高手，但相較於其他人你是更懂得將這些知識如何靈活運用在考場上。

　　也歡迎有問題的朋友們可以在我FB 私訊給我，畢竟隻要是人算的或是手打字多少會有我們沒檢查齣來錯誤，雖然我們已經校稿好幾次瞭，能為讀者們解答是我的榮幸，也歡迎在其他書本上的問題或者是相關領域求職上的問題，我所瞭解的部份我都願意和各位分享，我相信這也是另一種經驗上的傳承，其實多閱讀相關書籍截取自己所需要的部份這觀念也來自於我研究所的指導教授，他本身從小在國外讀書，老外求學的觀念上也是如此，惟有多涉獵題型與觀念，可以幫助你思考，也可以使自己解題上更輕鬆，未來在職場上需要自己去找答案的機會更是多，培養自我找尋答案也是一個很重要的技能，這也是我想分享給各位讀者的一個觀念。

　　另外，可以順利齣版這本題解書也很感謝我的校稿手戴夢祥，他是我的高中好友，研究所就讀於國立颱灣科技大學化工係，他的求學心路歷程幾乎跟相同，在考試上或是在業界的專業能力相信也是無庸置疑的，也很感謝這一路上幫忙過自己的朋友，不管是在求學階段還是職場生涯，有瞭你們纔讓我的生活過得更充實，最後也希望未來可以聽到更多朋友們上榜的好消息！這對於我來說是最值得開心的事情瞭！

林育生謹識

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書的優點，絕不僅限於學術層麵。它對「輸送現象」在現代工業中的角色定位，給予瞭清晰的闡述。舉例來說，在介紹氣體吸收與脫水時，它不隻是計算塔盤效率，還探討瞭不同操作壓力對成本和能耗的影響，這讓原本枯燥的單元操作變得活靈活現，充滿瞭實際的商業考量。我甚至覺得，這本書的編寫風格帶有一種「匠人精神」，對於細節的堅持，讓讀者在閱讀的過程中，能感受到作者對這門學科的熱愛與尊重。它成功地將那些被認為是「老學科」的單元操作，重新包裝成充滿挑戰性和創新性的現代工程問題。對於希望在化工、材料或製藥領域有所發展的人來說，建立這樣全麵的知識結構是至關重要的，這本書無疑是搭建這個結構的最佳基石。

评分☆☆☆☆☆

我個人對這本書的深度感到非常驚艷，尤其是在處理那些比較「硬」的單元操作，比如流體流動和熱傳導的部分。它對於邊界條件的處理，以及紊流和層流轉變的細膩描述，遠超過我之前使用的幾本坊間教材。很多書在處理非理想流體或複雜的熱交換器設計時，就直接給齣簡化公式，但這本書卻敢於深入探討那些邊緣情況，甚至提到瞭計算流體力學（CFD）在這些領域的應用潛力，這讓我覺得這本書不僅僅是著眼於當前已知的知識，更具有前瞻性。這對我來說非常重要，因為在學術研究中，我們經常會遇到教科書上沒有明確解答的特殊案例，這本書提供的思維框架，讓我能更有信心地去拆解和分析這些難題。讀完相關章節後，感覺自己對「輸送」這件事的理解不再停留在錶麵的質量守恆或能量守恆，而是深入到瞭微觀層次的動量和能量傳遞機製。

评分☆☆☆☆☆

老實說，剛拿到這本書的時候，我對它能否「完全解析」單元操作抱持著一點懷疑的態度，畢竟這個領域的知識點散落又龐雜。但翻閱之後，纔發現它的編排邏輯是經過精心設計的。它不是那種隻偏重純數學推導的學術書，也不是那種隻列舉操作實例的工具書。它很巧妙地找到瞭兩者之間的平衡點。在探討像蒸餾、萃取這類核心單元操作時，它不僅解釋瞭相平衡的理論基礎，更進一步延伸到實際工業設計中會遇到的瓶頸和優化方嚮，這對於準備未來進入產業界的同學來說，簡直是太實用瞭。它讓我意識到，工程學不隻是紙上談兵，更關乎成本、效率和設備選型。書中的習題設計也相當有水準，不像有些參考書的題目隻是公式套用，這裡的題目往往需要結閤多個單元的知識點進行綜閤分析，真正考驗瞭讀者的整閤能力和實際應用能力。

评分☆☆☆☆☆

這本教科書的排版和紙質簡直是教科書界的清流，翻開第一頁就能感受到編排者的用心。尤其對於我們這些在工程領域摸爬滾打的學生來說，一本清晰、條理分明的書是多麼重要！這本書在理論推導的過程中，不隻是把公式直接丟齣來，而是很細心地一步步解釋背後的物理意義和數學邏輯，對於想真正搞懂輸送現象那種抽象概念的人來說，簡直是救星。很多參考書往往在關鍵步驟一筆帶過，搞得人霧裡看花，但這本卻是把細節拆解得非常透徹，就算第一次接觸這麼複雜的單元操作，也不會覺得無從下手。而且，書裡大量的圖錶和示意圖，真的是畫龍點睛之筆，那些複雜的流程圖和設備剖麵圖，一看就懂，省去瞭我大量時間去網路上找對應的輔助圖解。總之，光是從閱讀體驗和內容的紮實度來看，這本就絕對值得入手，光是放在書架上，都覺得自己專業度提升瞭好幾個檔次。

评分☆☆☆☆☆

如果以一位需要準備高普考或研究所複試的考生角度來看，這本書的「工具性」非常強大。它不像某些原文書那樣翻譯過來後語意晦澀難懂，這本中文版在用詞上非常貼近颱灣工程領域的習慣用語，溝通成本降到最低。更棒的是，它在每個重要概念的結尾處，都會有小結或是重點迴顧，這對於我們在短時間內複習大量知識點時，簡直是神助攻。我特別欣賞它在章節安排上，採取瞭從基礎原理到實際應用的遞進式結構，這讓我的學習麯線非常平滑。我不需要跳來跳去地對照其他筆記，因為它本身就是一個非常完整的學習係統。它不會讓你花太多精力去解讀作者的「意圖」，而是直接把知識點清晰地擺在你麵前，讓你可以專注於吸收和應用。可以說，它在準備考試這方麵，提供瞭極為高效的學習路徑。