計算機化工輔助計算

內容概要

　　本書把化工知識、數(shù)值計算方法和計算機語言的編程能力三方面的內容緊密結合起來，以期提高讀者的化工計算機應用所需的分析、建模、計算和編程的能力。并通過C語言的應用示范例子和程序，使讀者更容易掌握相關的知識，也可獲得更多的練習機會。本書編寫時考慮讀者已有化工原理的知識，對單元操作的過程描述盡量簡化，把重點放在過程的數(shù)學模型的建立、解題的計算步驟和程序的模塊化設計及計算機運行的可靠性上?！　”緯卜职苏拢謩e為化工物性數(shù)據(jù)和平衡數(shù)據(jù)、流體輸送和管路計算、傳熱計算，精餾計算、其他單元操作的計算、化工優(yōu)化計算、常用流程模擬軟件簡介、化工常用數(shù)值計算方法。附錄還給出了部分計算程序、常用化合物的物性計算常數(shù)和wilson模型參數(shù)。本書的各章內容各自獨立，所以作為教材使用可選擇全部或部分內容，也可結合實際適當補充其他有關內容?！　”緯勺鳛榛瘜W、化工及相關專業(yè)的本科和研究生教材，也可作為相關研究人員的參考用書。

書籍目錄

第1章  化工物性數(shù)據(jù)和平衡數(shù)據(jù)  1.1  化工物性數(shù)據(jù)庫簡介  1.2  化工物性子程序的建立    1.2.1  數(shù)據(jù)型數(shù)據(jù)子程序    1.2.2  公式計算數(shù)值型子程序    1.2.3  插值數(shù)值型數(shù)據(jù)子程序    1.2.4  估算數(shù)值型子程序    1.2.5  混合物的物性    1.2.6  物性的壓力校正  1.3  氣液平衡數(shù)據(jù)    1.3.1  氣液平衡關系    1.3.2  活度系數(shù)的計算    1.3.3  逸度系數(shù)的計算    1.3.4  利用實驗數(shù)據(jù)  1.4  液液平衡數(shù)據(jù)    1.4.1  液液平衡關系    1.4.2  利用實驗數(shù)據(jù)  1.5  實驗數(shù)據(jù)的擬合第2章  流體輸送和管路計算  2.1  流體輸送過程的數(shù)學模型和設計自由度分析  2.2  管路的摩擦系數(shù)計算  2.3  幾種實際應用計算    2.3.1  簡單管路的管徑設計    2.3.2  簡單管路的模擬計算    2.3.3  離心泵的工作點計算  2.4  復雜管路的計算    2.4.1  分支和匯合管路    2.4.2  并聯(lián)管路  2.5  管路網(wǎng)絡的計算和模擬    2.5.1  數(shù)學模型    2.5.2  編程要點  2.6  可壓縮流體輸送的計算    2.6.1  數(shù)學模型    2.6.2  可壓縮氣體的管路計算第3章  傳熱計算  3.1  列管換熱器的設計    3.1.1  設計計算的數(shù)學模型    3.1.2  列管換熱器設計步驟  3.2  列管式換熱器的操作模擬    3.2.1  傳熱單元數(shù)和換熱器效率    3.2.2  第一類命題換熱器模擬計算的步驟    3.2.3  第二類命題換熱器模擬計算的步驟    3.2.4  冷凝器的操作模擬  3.3  換熱器系統(tǒng)的模擬    3.3.1  序貫換熱器系統(tǒng)模擬    3.3.2  帶分支的換熱器系統(tǒng)    3.3.3  復雜換熱器網(wǎng)絡系統(tǒng)  3.4  傳熱物體內的溫度分布第4章  精餾計算  4.1  相平衡和泡露點的計算    4.1.1  泡露點的計算    4.1.2  理想物系的泡露點計算    4.1.3  非理想物系的泡露點計算    4.1.4  精餾塔操作壓強的確定  4.2  閃蒸的計算    4.2.1  閃蒸過程的數(shù)學模型    4.2.2  等溫閃蒸    4.2.3  絕熱閃蒸  4.3  二元精餾的計算    4.3.1  二元精餾的數(shù)學模型    4.3.2  精餾塔理論塔板的逐板計算  4.4  多元精餾的簡捷計算    4.4.1  全回流條件下的最少理論板數(shù)    4.4.2  非關鍵組分的分布    4.4.3  多元精餾分離的最小回流比    4.4.4  理論板數(shù)的計算    4.4.5  多元精餾簡捷計算的計算步驟  4.5  多元精餾的嚴格計算    4.5.1  通用的數(shù)學模型    4.5.2  常規(guī)精餾塔的求解    4.5.3  泡點法求解MESH方程組    4.5.4  流量加和法求解MESH方程組第5章  其他單元操作的計算  5.1  流體與顆粒的相對運動    5.1.1  流體繞過顆粒的數(shù)學模型    5.1.2  流體帶出最大顆粒直徑的計算    5.1.3  顆粒的沉降速度    5.1.4  計算顆粒由靜止開始的加速運動    5.1.5  過濾常數(shù)的測定計算  5.2  吸收計算    5.2.1  填料吸收塔的計算    5.2.2  多組分板式吸收塔的模擬計算  5.3  萃取計算    5.3.1  單級萃取計算    5.3.2  多級逆流萃取理論級數(shù)的計算第6章  化工優(yōu)化計算  6.1  技術經(jīng)濟數(shù)據(jù)    6.1.1  設備費用    6.1.2  操作費用  6.2  幾個化工單元操作優(yōu)化實例    6.2.1  最佳管徑的設計    6.2.2  換熱器冷卻水出口溫度的優(yōu)化    6.2.3  精餾塔最佳回流比的確定  6.3  過程系統(tǒng)的優(yōu)化    6.3.1  溫焓圖和復合曲線    6.3.2  夾點和換熱系統(tǒng)的集成    6.3.3  系統(tǒng)熱集成的目標函數(shù)第7章  常用流程模擬軟件簡介  7.1   PRO／Ⅱ軟件簡介    7.1.1  軟件的物性數(shù)據(jù)庫    7.1.2  熱力學方法    7.1  I 3主要單元操作模型    7.1.4  附加模塊    7.1.5    圖形界面    7.1.6  應用工業(yè)領域  7.2   Aspen Plus軟件簡介    7.2.1  完備的數(shù)據(jù)庫    7.2.2   Aspen Plus具有很強的集成能力    7.2.3  提供豐富的單元操作模塊    7.2.4  具有模型／流程分析功能  7.3   ChemCAD軟件簡介    7.3.1   i高度集成、界面友好和較為詳盡的幫助系統(tǒng)    7.3.2  豐富的物性選擇    7.3.3  完整的單元操作單元以及強大的計算和分析功能    7.3.4  集成的設備標定模塊和附帶工具模塊    7.3.5  支持動態(tài)模擬第8章  化工常用數(shù)值計算方法  8.1  插值    8.1.1  線性插值    8.1.2  二次插值（拉格朗日三點插值）  8.2  一元非線性方程的迭代求解    8.2.1  直接迭代    8.2.2  韋斯頓迭代    8.2.3  牛頓迭代  8.3  方程組求解    8.3.1  解三對角線性方程組    8.3.2  優(yōu)先排序解非線性方程組  8.4  方程的擬合    8.4.1  線性方程的擬合    8.4.2  非線性函數(shù)的線性化  8.5  一階常微分方程的數(shù)值解    8.5.1  歐拉法    8.5.2  四階龍格庫塔法  8.6  數(shù)值積分    8.6.1  梯形法    8.6.2  辛普森法參考文獻附錄1  部分C語言計算程序附錄2  一些常用化合物物性公式的計算常數(shù)附錄3  wilson模型參數(shù)

章節(jié)摘錄

　　第1章　化工物性數(shù)據(jù)和平衡數(shù)據(jù)　　化工物性和平衡關系的定量描述是化工過程計算必不可少的基礎。在實際的化工計算中化合物物性數(shù)據(jù)和平衡數(shù)據(jù)的計算占有相當大的比例，有時化合物物性的計算甚至成為整個計算過程的關鍵?！　∮捎谖镄詳?shù)據(jù)量和平衡數(shù)據(jù)量非常巨大，對于一個具體的化工過程計算需要建立能滿足該物系和過程的物性數(shù)據(jù)計算子程序庫（又稱為化工數(shù)據(jù)庫），在計算機計算過程中根據(jù)需求進行調用。本章主要介紹這類化工數(shù)據(jù)庫或物性計算子程序的建立方法，以及重要物性數(shù)據(jù)和平衡數(shù)據(jù)的計算方法。　　化工純物性數(shù)據(jù)可以分成兩類：一類與狀態(tài)溫度或壓力無關，如臨界溫度、臨界壓力、標準態(tài)沸點、偏心因子等，稱作數(shù)據(jù)型數(shù)據(jù)；另一類與溫度或壓力有關，如密度、黏度、導熱系數(shù)、表面張力等，稱作數(shù)值型數(shù)據(jù)。第一類數(shù)據(jù)只要知道物質的名稱就可查得；而第二類數(shù)據(jù)必須知道系統(tǒng)的溫度、壓力或組成再通過計算（對函數(shù)關系式）或插值（對列表函數(shù)）才能得到?；旌衔锏奈镄詳?shù)據(jù)則需在純物性數(shù)據(jù)的基礎上由合適的混合規(guī)則計算得到?！　』て胶鈹?shù)據(jù)也可分成兩類：一類為實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)過上百年的積累，已經(jīng)有了相當數(shù)量的氣液、液液平衡的實驗數(shù)據(jù)，一般都以列表函數(shù)的形式存在，由于物性繁多特別是多元的平衡關系，其使用范圍比較有限；另一類為通過狀態(tài)方程進行計算，但各種狀態(tài)方程對物系類型有一定的要求，也有一定的局限性?！　≡谶M行設備計算時還需要設備的系列尺寸數(shù)據(jù)，而進行過程優(yōu)化時還需要設備、材料和能源價格的經(jīng)濟數(shù)據(jù)?！　?.1　化工物性數(shù)據(jù)庫簡介　　伴隨著信息時代的到來以及計算機軟件管理系統(tǒng)水平的不斷提高，近年來化工物性數(shù)據(jù)庫不斷得到完善和發(fā)展。國內外眾多的數(shù)據(jù)庫在提供化工物性數(shù)據(jù)檢索咨詢服務、進行物性推算、數(shù)據(jù)深度加工等方面，已經(jīng)成為化工科技人員從事過程設計與開發(fā)、指導生產(chǎn)與管理的有力工具?；の镄詳?shù)據(jù)庫的研制成功是化工科技進步的重要標志之一?！　　?/pre>




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