کتاب مهندسی واکنش های شیمیایی جلد اول
از 5 رای
- نویسنده : اکتاو لونشپیل
- مترجم : مرتضی سهرابی
-
ناشر :
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
- مدل : کتاب دانشگاهی
شابک
9789644631610
قطع کتاب
وزیری
نوع جلد
شومیز
سال چاپ
1400
نوبت چاپ
هشتم
شماره جلد
جلد اول
تعداد صفحات
332
٪5
456,000
تومان
توضیحات
کتاب مهندسی واکنش های شیمیایی جلد اول نوشته اکتاولونشپیل ترجمه مرتضی سهرابی توسط انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر با موضوع فنی و مهندسی, مهندسی شیمی, طراحی راکتورهای شیمیایی به چاپ رسیده است.
مهندسی واکنش های شیمیایی بخشی از فعالیت های مهندسی را که شامل اجرای واکنش های شیمیایی در مقیاس اقتصادی است در بر می گیرد. هدف اصلی آن, طراحی و به کارگیری موفق رآکتور های شیمیایی است. در یک وضعیت معمولی یک مهندس با سوالات متعددی و خاصی مواجه می شود که هدف از نگارش این کتاب آموزش شیوه ی پاسخگویی اطمینان بخش و عاقلانه به این سوالات است.
معرفی مباحث کتاب مهندسی واکنش های شیمیایی
۱. نگرشی بر مهندسی واکنش‌های شیمیایی
مهندسی واکنش‌های شیمیایی شاخه‌ای از مهندسی شیمی است که فرآیندهای شیمیایی را از نظر سینتیک، طراحی راکتور و بهره‌وری بررسی می‌کند.
اهداف:
پیش‌بینی سرعت و تبدیل واکنش‌ها
انتخاب نوع راکتور مناسب
بهینه‌سازی شرایط عملیاتی
طراحی برای تولید صنعتی
مفاهیم کلیدی:
تبدیل (Conversion): نسبت ماده مصرف‌شده به ماده ورودی
نرخ واکنش (Reaction Rate): تغییر غلظت در واحد زمان
انتخاب راکتور: براساس سینتیک، گرما، فشار و خواص جریان
۲. سینتیک واکنش‌های همگون
سینتیک واکنش‌های همگون مربوط به واکنش‌هایی است که تمام اجزا در یک فاز هستند (معمولاً فاز گازی یا مایع).
قوانین مهم:
قانون سرعت عمومی:
𝑟
=
𝑘
[
𝐴
]
𝑚
[
𝐵
]
𝑛
r=k[A]
m
[B]
n
وابستگی به دما و فشار (قانون آرنیوس):
𝑘
=
𝐴
𝑒
−
𝐸
𝑎
𝑅
𝑇
k=Ae
−
RT
E
a
کاربرد:
پیش‌بینی سرعت واکنش در راکتورهای صنعتی
طراحی حجم و زمان ماند راکتورها
۳. تفسیر نتایج حاصل از راکتورهای ناپیوسته (Batch Reactor)
راکتور ناپیوسته برای مطالعه آزمایشی سینتیک واکنش استفاده می‌شود.
مفاهیم کلیدی:
تبدیل مونومر:
𝑋
𝐴
=
𝐶
𝐴
0
−
𝐶
𝐴
𝐶
𝐴
0
X
A
=
C
A0
C
A0
−C
A
میانگین سرعت واکنش:
𝑟
𝐴
=
𝑑
𝐶
𝐴
𝑑
𝑡
r
A
=
dt
dC
A
مزایا:
کنترل دقیق شرایط واکنش
جمع‌آوری داده‌های سینتیکی
۴. درآمدی بر طراحی راکتور
طراحی راکتور به معنای تعیین ابعاد و نوع راکتور برای دستیابی به تبدیل و تولید مطلوب است.
مراحل طراحی:
تعریف واکنش و سینتیک
تعیین تبدیل هدف
انتخاب نوع راکتور (Batch, CSTR, PFR)
محاسبه حجم یا زمان ماند
بررسی اثر دما و فشار
۵. راکتورهای آرمانی برای واکنش منفرد
Batch Reactor: حجم ثابت، ورودی و خروجی در ابتدا و انتهای فرآیند
CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor): اختلاط کامل، جریان مداوم، مناسب برای واکنش‌های سریع
PFR (Plug Flow Reactor): جریان شبه‌چشمه‌ای، مناسب برای واکنش‌های خطی و جریان پیوسته
معادله طراحی:
Batch:
𝑑
𝐶
𝐴
𝑑
𝑡
=
−
𝑟
𝐴
dt
dC
A
=−r
A
CSTR:
𝐹
𝑖
𝑛
𝐶
𝐴
0
−
𝐹
𝑜
𝑢
𝑡
𝐶
𝐴
+
𝑉
𝑟
𝐴
=
0
F
in
C
A0
−F
out
C
A
+Vr
A
=0
PFR:
𝑑
𝐶
𝐴
𝑑
𝑉
=
𝑟
𝐴
𝐹
dV
dC
A
=
F
r
A
۶. طراحی راکتور برای واکنش‌های منفرد
انتخاب راکتور: براساس سینتیک و تبدیل
محاسبه حجم: از طریق انتگرال‌گیری معادلات سینتیکی
مثال:
𝑉
=
∫
𝐶
𝐴
𝐶
𝐴
0
𝑑
𝐶
𝐴
−
𝑟
𝐴
V=∫
C
A
C
A0
−r
A
dC
A
۷. طراحی برای واکنش‌های موازی و چندگانه
واکنش موازی: چند مسیر واکنش برای یک ماده
واکنش سری: یک محصول به محصولات دیگر تبدیل می‌شود
طراحی راکتور: باید همزمان تبدیل و selectivity را در نظر گرفت
توصیه‌ها:
برای واکنش‌های موازی، PFR اغلب بهتر است
برای واکنش سری، ترکیب CSTR و PFR بهینه است
۸. اثرات دما و فشار
افزایش دما معمولاً سرعت واکنش را افزایش می‌دهد (قانون آرنیوس)
فشار در واکنش‌های گازی بر غلظت و نرخ واکنش اثرگذار است
طراحی صنعتی باید اثر گرما و فشار را در انتخاب راکتور و کنترل فرآیند لحاظ کند
۹. انتخاب راکتور مناسب
معیارها:
نوع واکنش (سری، موازی، معکوس)
خواص جریان (لایه‌ای، اختلاط کامل)
سرعت واکنش و تبدیل هدف
اثرات گرما و فشار
امکان کنترل و ایمنی
جمع‌بندی:
Batch: انعطاف‌پذیر، آزمایش و تولید محدود
CSTR: جریان مداوم، اختلاط کامل
PFR: جریان پیوسته، توزیع تبدیل یکنواخت
مشخصات
-
ناشردانشگاه صنعتی امیرکبیر
-
نویسندهاکتاو لونشپیل
-
مترجممرتضی سهرابی
-
قطع کتابوزیری
-
نوع جلدشومیز
-
سال چاپ1400
-
نوبت چاپهشتم
-
شماره جلدجلد اول
-
تعداد صفحات332
نظرات کاربران
هیچ دیدگاهی برای این محصول ثبت نشده است!
کتاب‌های مرتبط با کتاب مهندسی واکنش های شیمیایی جلد اول
