【正文】 wo general types of answers to those 。 Should Engineers Study Transport Phenomena? 為什么工程師要研究傳遞現(xiàn)象？Since the discipline of transport phenomena deals with certain laws of nature , some people classify it as a branch of ，一些人就把它劃分為工程的一個(gè)分支。For example，we will study onedimensional transport phenomena first because equations instead of partial requiring vector notation and we can often use ordinary differential equations instead of partial differential equations ,which are harder to ，我們將先研究一維傳遞現(xiàn)象，因?yàn)樗诓灰笫噶繕?biāo)注下就可以被解決，并且我們常?？梢允褂闷胀ǖ奈⒎址匠檀骐y以解決的偏微分方程。Furthermore ,the parallel treatment makes it possible to study the simpler the physical processes that are occurring rather than the mathematical procedures and ，平行研究法可以先研究較為簡(jiǎn)單的概念，再深入到較難和較抽象的概念。Because it is impossible to cover heat and mass transport thoroughly without prior knowledge of momentum transport ,one is forced under the serial approach to take up the most difficult subject(momentum transport)，在順序法的情況下他就被迫先研究最難的課程即動(dòng)量傳遞。1．How We Approach the Subject怎么研究傳遞過程？In order to demonstrate the analogies between the transport processes , we will study each of the process in parallelinstead of studying momentum transport first , then energy transport , and finally mass ，我們將同時(shí)研究每一種傳遞過程——取代先研究動(dòng)量傳遞，再傳熱，最后傳質(zhì)的方法。Moreover,ifthe differential equations and boundary conditions are the same,a solution need be obtained for only one of the processes since by changing the nomenclature that solution can be used to obtain the solution for any other transport ，如果微分方程和邊界條件是一樣的，只需獲得一個(gè)傳遞過程的解決方案即可，因?yàn)橥ㄟ^改變名稱就可以用來獲得其他任何傳遞過程的解決方案。These analogies,as they are usually called, can often be related to similarities in the physical mechanisms whereby the transport takes (通常被這么叫)常?？梢耘c傳遞現(xiàn)象發(fā)生的物理機(jī)制間的相似性關(guān)聯(lián)起來。Since transport phenomena also includes heat conduction and diffusion in solids , however , the subjectis actually ofwider scope than fluid ，因此，傳遞現(xiàn)象實(shí)際上比流體力學(xué)的領(lǐng)域更廣。第三篇：化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語Unit 12Unit 12 what do we mean by transportphenomena ?Transport phenomena is the collective name given to the systematic and integrated study of three classical areas of engineering science :(i)energy or heat transport ,(ii)mass transport or diffusion ,and(iii)momentum transport or fluid ：能量或熱量傳遞，質(zhì)量傳遞或擴(kuò)散，以及動(dòng)量傳遞或流體力學(xué)。用這種簡(jiǎn)單的概念解決傳熱或傳質(zhì)中的速率問題時(shí)，主要的困難是對(duì)阻力的估計(jì)，阻力一般是通過不同條件下許多傳遞速率的確定式（determination）的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式加以計(jì)算。速率通?？杀硎緸?，與除以阻力的壓降成正比。由于這種原因，速率操作，例如能量傳遞速率、質(zhì)量傳遞速率以及化學(xué)反應(yīng)速率，是極其重要而有趣的。理想接觸數(shù)目的計(jì)算是理解這些單元操作時(shí)所需的重要的步驟，這些單元操作涉及到物料從一相到另一相的傳遞，如浸取、萃取、吸收和溶解。在多數(shù)情況下，達(dá)到平衡條件的速率如此之快或所需時(shí)間足夠長(zhǎng)，以致每一次接觸都達(dá)到了平衡條件。重要的是記住，盡管能量可能會(huì)轉(zhuǎn)換為另一種等量形式，但是要把各種形式的所有的能量包括在內(nèi)。能量恒算相似地，要確定操作一操作所需的能量或維持所需的操作條件時(shí)，可以對(duì)任何工廠或單元操作進(jìn)行能量衡算。只要（as long as）該反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)，而且不消滅或創(chuàng)造原子，那么將原子作為物料平衡的基礎(chǔ)是正確的，而且常常非常方便。在連續(xù)操作中，操作中通常沒有物料的積累，物料平衡簡(jiǎn)單地由所有的進(jìn)入的物料和所有的離開的物料組成，這種方式與會(huì)計(jì)所用方法相同。物料衡算如果物質(zhì)既沒有被創(chuàng)造又沒有被消滅，除了在操作中物質(zhì)停留和積累以外，那么進(jìn)入某一操作的所有物料的總質(zhì)量與離開該操作的所有物料的總質(zhì)量相等。在設(shè)計(jì)那些能夠制造、能組合、能操作、能維修的設(shè)備時(shí)，必須要將理論和實(shí)踐結(jié)合起來。例如，擴(kuò)散機(jī)理或質(zhì)量傳遞發(fā)生于干燥、吸收、蒸餾和結(jié)晶中，傳熱存在于干燥、蒸餾、蒸發(fā)等等。這些物理方法，如過濾、沉降、粒分，通常歸為分離單元操作。（10）結(jié)晶結(jié)晶涉及到的是，通過沉降方法將溶液中的溶質(zhì)（如一種鹽）從該溶液中加以分離。（7）膜分離該操作涉及到液體或氣體中的一種溶質(zhì)通過半透膜向另一種流中的擴(kuò)散（8）液液萃取在該操作中，（液體）溶液中的一種溶質(zhì)通過與該溶液相對(duì)不互溶的另一種液體溶劑相接觸而加以分離。（5）蒸餾蒸餾是這樣一個(gè)操作：因?yàn)橐后w混合物的蒸汽壓強(qiáng)的差別，利用沸騰可將其中的各組分加以分離。（3）蒸發(fā)這是傳熱中的一種特例，涉及到的是在溶液中揮發(fā)性溶劑從不揮發(fā)性的溶質(zhì)（如鹽或其他任何物質(zhì)）的揮發(fā)。（1）流體流動(dòng)流體流動(dòng)所涉及到的是確定任何流體的從一位置到另一位置的流動(dòng)或輸送的原理。近年來，對(duì)新技術(shù)的不斷理解以及古老但很少使用的分離技術(shù)的采用，引起了分離、處理操作或生產(chǎn)過程步驟上的數(shù)量不斷增加，在多種操作中，這些操作步驟在使用時(shí)不要大的改變。從那時(shí)起，確定了其他單元操作，過去確定的速度適中，但是近來速度加快?；瘜W(xué)工程的復(fù)雜性來自于條件（溫度、壓力等等）的多樣性，在這些條件下，單元操作以不同的過程進(jìn)行，同時(shí)其復(fù)雜性來自于限制條件，如由反應(yīng)物質(zhì)的物化特征所規(guī)定的結(jié)構(gòu)材料和設(shè)備的設(shè)計(jì)。這一原理，在美國(guó)化學(xué)工業(yè)發(fā)展期間先驅(qū)者來說是明顯的， 于1915 年明確提出：任何化學(xué)過程，不管所進(jìn)行的規(guī)模如何，均可分解為（be resolvedinto）一系列的相同的單元操作，如：粉碎、混合、加熱、烘烤、吸收、壓縮、沉淀、結(jié)晶、過濾、溶解、電解等等?；瘜W(xué)工程中單元操作的概念基于這種哲學(xué)觀點(diǎn)：各種不同順序的步驟可以減少為簡(jiǎn)單的操作或反應(yīng)。有些步驟為化學(xué)反應(yīng)，而其他步驟為物理變化。Unit 13 Unit Operations in ChemicalEngineering化學(xué)工程中的單元操作化學(xué)工程由不同順序的步驟組成，這些步驟的原理與被操作的物料以及該特殊體系的其他特征無關(guān)。第三定律熱力學(xué)第三定律規(guī)定了熵的絕對(duì)零值，描述如下：對(duì)于那些處在絕對(duì)零度的完美晶體的變化來說，總的熵的變化為零。通過這一定律，揭示了以前未認(rèn)可的函數(shù)— — 熵的存在，可以看出，該函數(shù)確定了自發(fā)變化的方向。功可以全部轉(zhuǎn)化為熱而反向轉(zhuǎn)換從來不會(huì)定量發(fā)生，這種反復(fù)驗(yàn)證過的觀測(cè)達(dá)成了這樣的共識(shí)— — 熱是一種低質(zhì)量的能量。第一定律，需要能量守恒，所有形式能量變化有著相同的重要性。實(shí)質(zhì)上，是熵增驅(qū)使該過程：是同一種驅(qū)動(dòng)力使水向下流，熱流從熱物質(zhì)流向冷物質(zhì)，使玻璃打碎，金屬腐蝕?？赡孢^程只是在理論上是可能的，需要?jiǎng)恿W(xué)平衡維持連續(xù)存在，因此可逆過程是不可產(chǎn)生的。離開一個(gè)過程的所有的物流的熵值的總和，總是超過進(jìn)入該過程的物流的熵值的總和。燃料、電、空氣以及水向燃燒產(chǎn)品、廢水和無用的熱量的形式的轉(zhuǎn)化可表示熵值的大大增加。一般說來，這種熵的增加在同一工廠內(nèi)不斷持續(xù)下去，因此這種造成了產(chǎn)品熵的減小。然而，（inasmuch as）因?yàn)殡S著系統(tǒng)接近平衡，熵的增加是自發(fā)的趨勢(shì)，所以減少熵值是艱難的工作（struggle）。每一種生產(chǎn)過程的目的都是，利用將混合物分離為純凈物、減小我們知識(shí)的不確定性、或是從原料創(chuàng)造（works of art）藝術(shù)品以減小熵值。我們很多工作都花費(fèi)在家里、車間和環(huán)境中創(chuàng)造或恢復(fù)有序狀態(tài)。相反，不論是透明寶石，還是純凈化學(xué)產(chǎn)品，還是清潔的生活空間，還是新鮮的空氣和水，（都是屬于有序狀態(tài)），有序是有價(jià)值的。每一個(gè)分子都由其他的以相當(dāng)有序結(jié)構(gòu)的相同的分子所包圍。這個(gè)狀態(tài)函數(shù)對(duì)流體、物質(zhì)或系統(tǒng)中的無序程度進(jìn)行了定量化。如果不定義另一個(gè)專門描述質(zhì)量或無序的詞語，第二定律的表達(dá)就不能令人滿意。另一種描述為：所有系統(tǒng)都有接近平衡（無序）的趨勢(shì)。第二定律第二定律應(yīng)用于熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ难h(huán)，有多種不同的描述。在試圖確定過程的效率時(shí)，一些工程師總掉入將各種形式的能量一起處理的陷阱。因?yàn)榈谝欢蓻]有區(qū)分各種各樣能量的形式，所以從第一定律所得到的結(jié)論是有限的。所不幸的是，就其本身而言，當(dāng)試圖評(píng)估過程的效率時(shí)，第化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語第十一單元化工熱力學(xué)一定律引起混淆不清。如圖31 所示，穩(wěn)態(tài)時(shí)離開一個(gè)過程的所有能量的總和必須與所進(jìn)入該過程的能量總和相等。因此，毫無疑問，熱力學(xué)的研究在學(xué)術(shù)上有價(jià)值的，智力上可以得到激發(fā)，同時(shí)，對(duì)一些人來說，是一種很好的經(jīng)歷。這在想象力豐富、嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)生中成功地激發(fā)了敬畏（inspire awe），這使得Lewis 和Randall 將熱力學(xué)視為科學(xué)的權(quán)威。同時(shí)，這些定律的本身是用相當(dāng)普通語言加以描述的。在這兒，速率的表達(dá)式應(yīng)該在熱力學(xué)上是連續(xù)的。位能也可以確定一個(gè)體系移動(dòng)的方向以及體系達(dá)到的終態(tài)，但是不能提供有關(guān)到達(dá)終態(tài)所需要的時(shí)間的信息。除了流體、化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)和處于相平衡（化學(xué)工程師對(duì)這些十分感興趣）之外，熱力學(xué)也成功適用于有表面效應(yīng)的系統(tǒng)、受壓力的固體以及處于重力場(chǎng)、離心力場(chǎng)、磁場(chǎng)和電場(chǎng)的物質(zhì)。盡管如此，因?yàn)槊块T科學(xué)都只局限于（focus on）關(guān)于熱力學(xué)方面的較少應(yīng)用，所以其全貌常被低估。除了與熱力學(xué)結(jié)論一致的必然性以外，熱力學(xué)有著廣泛的應(yīng)用性。相反，盡管（while）微觀函數(shù)最終是從實(shí)驗(yàn)測(cè)量得以確定，但是它們的真實(shí)性取決于用于它們計(jì)算時(shí)的特殊理論的有效性。由于熱力學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，熱力學(xué)處理的是宏觀函數(shù)或大量的物質(zhì)的函數(shù)，這與微觀的函數(shù)恰恰相反，微觀函數(shù)涉及到的是組成物質(zhì)的原子或分子。為了理解熱力學(xué)，擁有實(shí)驗(yàn)的觀點(diǎn)有必要，因?yàn)?，如果我們不能?duì)研究的體系或現(xiàn)象做出物理上正確的評(píng)價(jià)，那么熱力學(xué)的方法就無意義。熱力學(xué)定律有這經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)或?qū)嶒?yàn)基礎(chǔ)，但是在描述其應(yīng)用時(shí)，依賴實(shí)驗(yàn)測(cè)量顯得很明顯 化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語第十一單元化工熱力學(xué)（stand out 突出）。除此之外，某一體系中變量的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，可讓那些未知的或者那些難以從變量（這些變量容易得到或較易測(cè)量）中實(shí)驗(yàn)確定的變量得以計(jì)算。實(shí)際上，在運(yùn)用第一、第二定律時(shí)，除非用于評(píng)價(jià)必要的熱力學(xué)函數(shù)變化已經(jīng)存在，否則熱力學(xué)的第一種應(yīng)用不可能實(shí)現(xiàn)。例如：計(jì)算壓縮氣體的功，對(duì)一個(gè)完整過程或某一過程單元的進(jìn)行能量衡算，確定分離乙醇和水混合物所需的最小功，或者（evaluate）評(píng)估一個(gè)氨合成工廠的效率。第一種應(yīng)用由熱力學(xué)這個(gè)名詞可聯(lián)想到，熱力學(xué)表示運(yùn)動(dòng)中的熱。（1）與過程相聯(lián)系的熱效應(yīng)和功效應(yīng)的計(jì)算，以及從過程得到的最大功或驅(qū)動(dòng)過程所需 的最小功的計(jì)算。（盡管）許多專家或?qū)W者贊同熱力學(xué)的簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的定義的觀點(diǎn)（看法）值得懷疑，但是還是有必要確定它的定義。 engineers will be frequent participants in multidisciplinary research 。 engineers of the future will be integrating a wider range of scales than any other branch of , future chemical and engineers will conceive and rigorously solve problems on a continuum of scales ranging from ，未來的化學(xué)工程師們要準(zhǔn)備好解決從微型的到巨型的規(guī)模范圍內(nèi)出現(xiàn)的問題。這種方式不包含限于某個(gè)給定工廠的利潤(rùn)的私人的或特殊的知識(shí)。堿性條件下的水解反應(yīng)叫做皂化反應(yīng)。然而發(fā)酵過程不能利用多糖，因此，淀粉必須先受到酸性或酶水解反應(yīng)，生成更簡(jiǎn)單的糖類，是合適的