东西跳梁
化学工程包括单元操作、化学反应工程、传递过程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等方面。 化学反应是化工生产的核心部分,它决定着产品的收率,对生产成本有着重要影响。尽管如此,在早期因其复杂性而阻碍了对它的系统研究。直到 20 世纪中叶,在单元操作和传递过程研究成果的基础上,在各种反应过程中,如氧化、还原、硝化、磺化等发现了若干具有共性的问题,如反应器内的返混、反应相内传质和传热、反应相外传质和传热、反应器的稳定性等。对于这些问题的研究,以及它们对反应动力学的各种效应的研究,构成了一个新的学科分支即化学反应工程,从而使化学工程的内容和方法得到了充实和发展。 相当盛行的是相似论和因次分析,其特点是将影响过程的众多变量通过相似变换或因次分析归纳成为数较少的无因次数(无量纲)群形式,然后设计模型试验,求得这些数群的关系。用这两种方法归纳实验结果,甚为有效。对于反应过程,逐级的经验方法沿用了很长时间。由于不可能在满足几何相似和物理量相似的同时满足化学相似条件,用无因次数群关联实验结果以获得反应过程规律的思路归于无效。 直至 50 年代,才在化学反应工程领域中广泛应用数学模型方法。这一方法的影响波及到化学工程的其他分支,使研究方法出现了一个革新。但即使采用了这个方法 , 实验工作仍占重要地位 , 基础数据要依靠实验测定,模型要通过实验得到鉴别,模型参数要由实验求取,模型可靠性要由实验验证。各种化学工程研究方法的基础是实验工作,不论采用哪一种研究方法,都应力求使实验工作有效、可靠和简易可行。各种理论、各种方法以及计算机的应用,目的都是为使实验工作更能揭示事物的规律,更为节省时间、人力和费用。在上述方法的应用中,多方面体现了过程分解(将一个复杂过程分解为两个或几个较简单过程),过程简化(较复杂过程忽略次要因素而以较简单过程简化处理)和过程综合(在分别处理分解了的过程后,再将这些过程综合为一)的思想。