内容紹介

例題をExcelで解きながら化学工学の基礎を気軽に楽しく学べる本。分離塔の高さや装置容積の計算、コストの計算など、現場のエンジニアの実務に近い例題を多く取り上げた。Excelの操作性を生かし簡単なシミュレーションを行い、感覚的に学ぶことができる。例題で使用するExcelデータは、すべて専用ホームページから無料でダウンロード可能。Excelの操作はそのつど解説してあるので、Excelの初心者も手軽に読むことができる化学工学を実践する入門書。

目次

１　技術計算のツールとしてのExcelのツール
　１．１　化工計算―モデルと方程式―
　１．２　方程式解法のためのExcelのツール
　　例題　沸点計算／連立方程式／データの数値積分／破過曲線の数値積分／生態系のモデル　
２　蒸留
　２．１　２成分系気液平衡計算
　　例題　２成分系溶液の沸点計算／２成分系の気液平衡図／気液平衡データの相関（Wilsonパラメータ）
　２．２　単蒸留
　　例題　単蒸留の蒸留曲線
　２．３　フラッシュ蒸留
　　例題　フラッシュ蒸留
　２．４　精留
　　例題　精留（４段）／精留（８段）　　
３　抽出
　３．１　液液平衡
　３．２　抽出プロセス計算
　　例題　連続単抽出／向流多段抽出
４　吸収
　４．１　気液平衡
　　例題　ガスの溶解度式の相関
　４．２　吸収プロセス
　　例題　吸収塔の高さ／総括移動単位数　
５　ガス系の膜分離操作
　５．１　膜透過計数
　　例題　風船が浮いている時間
　５．２　ガス分離膜モジュールのモデル
　５．３　ガス分離膜モジュールの分離性能
　　例題　完全混合モデル／プラグフロー―完全混合モデル／両側プラグフローモデル／４成分系両側プラグフローモデル
　５．４　パーベーパレーション操作における膜モジュールの分離
　　性能
　　例題　パーベーパレーション操作のモデル　　　　　
６　液系の膜分離
　６．１　精密沪過の透過流束モデル
　　例題　Ｒｕｔｈ式のパラメータ推定／Ｒｕｔｈの沪過方程式／クロスフロー沪過
　６．２　限外沪過の透過流束モデル（浸透圧モデル）
　　例題　限外沪過の浸透圧モデル
　６．３　逆浸透・ナノ沪過操作の物質移動係数（流速変化法）
　　例題　流速変化法
　６．４　膜沪過プロセスのモデル
　　例題　回分式濃縮操作／逆浸透の連続濃縮操作／限外沪過の連続濃縮操作
７　吸着・クロマトグラフィー
　７．１　吸着平衡
　　例題　吸着等温線
　７．２　固定層吸着の破過曲線
　　例題　固定層吸着の破過曲線
　７．３　クロマトグラフィー
　　例題　クロマトグラフィーの理論段モデル
８　調湿
　８．１　湿度図表
　　例題　湿球温度・露点
　８．２　調湿プロセスの計算
　　例題　空気の調湿／断熱増湿装置
９　乾燥
　　例題　板状材料の熱風伝導乾燥／水滴の蒸発時間／材料内拡散支配の乾燥（減率乾燥）
10　粒子系操作・晶析
　10．１　粒子径分布
　　例題　粒子径分布の諸計算／Rosin―Rammler式／正規分布／粒度分布関数
　10．２　沈降分離
　　例題　スラリーの沈降速度
　10．３　晶析操作
　　例題　完全混合槽型晶析装置
11　プロセス流体工学
　　例題　ポンプ輸送の動力／コーナータップオリフィスの設計／粒子の飛跡／境界層方程式　
12　装置内の混合モデル
　12．１　混合拡散モデル
　　例題　混合拡散モデル
　12．２　槽列モデル
　　例題　槽列モデル／槽列モデルのパラメータ
13　伝熱
　13．１　伝導伝熱
　　例題　円管の保温／非定常１次元伝導伝熱（板状材料の冷却）／２次元定常温度分布
　13．２　対流伝熱
　　例題　温度境界層方程式／複合伝熱／自然対流による冷却
　13．３　熱交換器・プロセスの熱収支
　　例題　熱交換器の性能／熱交換器システムの性能／多重効用蒸発
　13．４　熱応答
　　例題　周期変化の熱応答／加熱・冷却槽の温度応答／加熱・冷却槽の温度制御
14　反応工学
　14．１　平衡転化率
　　例題　アンモニアの平衡転化率
　14．２　反応速度式
　　例題　ｎ次反応の反応次数／Michaelis―Menten式による相関
　14．３　複合反応
　　例題　逐次反応
　14．４　回分反応操作
　　例題　反応熱・反応速度を考慮した回分反応操作の解析
　14．５　連続攪拌槽型反応器（ＣＳＴＲ：continuous stirred tank reactor）／ＣＳＴＲの制御
　14．６　管型反応器
　　例題　液相押し出し流れ反応操作／触媒反応層の温度分布（１）／触媒反応層の温度分布（２）　
15　制御
　15．１　液面制御系のモデルと動特性
　　例題　１次遅れ系のステップ応答／２次遅れ系のステップ応答
　15．２　比例制御
　　例題　１次遅れ・比例制御系の応答／２次遅れ・比例制御系の応答
　15．３　比例・積分制御
　　例題　１次遅れ・比例・積分制御系の応答／２次遅れ・比例・積分制御系の応答
　15．４　比例・積分・微分制御（ＰＩＤ制御）
　　例題　２次遅れ・ＰＩＤ制御系の応答
16　総合問題

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