計(jì)算機(jī)化工輔助計(jì)算

內(nèi)容概要

　　本書把化工知識(shí)、數(shù)值計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)語言的編程能力三方面的內(nèi)容緊密結(jié)合起來，以期提高讀者的化工計(jì)算機(jī)應(yīng)用所需的分析、建模、計(jì)算和編程的能力。并通過C語言的應(yīng)用示范例子和程序，使讀者更容易掌握相關(guān)的知識(shí)，也可獲得更多的練習(xí)機(jī)會(huì)。本書編寫時(shí)考慮讀者已有化工原理的知識(shí)，對(duì)單元操作的過程描述盡量簡化，把重點(diǎn)放在過程的數(shù)學(xué)模型的建立、解題的計(jì)算步驟和程序的模塊化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)運(yùn)行的可靠性上?！　”緯卜职苏?，分別為化工物性數(shù)據(jù)和平衡數(shù)據(jù)、流體輸送和管路計(jì)算、傳熱計(jì)算，精餾計(jì)算、其他單元操作的計(jì)算、化工優(yōu)化計(jì)算、常用流程模擬軟件簡介、化工常用數(shù)值計(jì)算方法。附錄還給出了部分計(jì)算程序、常用化合物的物性計(jì)算常數(shù)和wilson模型參數(shù)。本書的各章內(nèi)容各自獨(dú)立，所以作為教材使用可選擇全部或部分內(nèi)容，也可結(jié)合實(shí)際適當(dāng)補(bǔ)充其他有關(guān)內(nèi)容?！　”緯勺鳛榛瘜W(xué)、化工及相關(guān)專業(yè)的本科和研究生教材，也可作為相關(guān)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(jì)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(guān)系    1.3.2  活度系數(shù)的計(jì)算    1.3.3  逸度系數(shù)的計(jì)算    1.3.4  利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)  1.4  液液平衡數(shù)據(jù)    1.4.1  液液平衡關(guān)系    1.4.2  利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)  1.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合第2章  流體輸送和管路計(jì)算  2.1  流體輸送過程的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)自由度分析  2.2  管路的摩擦系數(shù)計(jì)算  2.3  幾種實(shí)際應(yīng)用計(jì)算    2.3.1  簡單管路的管徑設(shè)計(jì)    2.3.2  簡單管路的模擬計(jì)算    2.3.3  離心泵的工作點(diǎn)計(jì)算  2.4  復(fù)雜管路的計(jì)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(luò)的計(jì)算和模擬    2.5.1  數(shù)學(xué)模型    2.5.2  編程要點(diǎn)  2.6  可壓縮流體輸送的計(jì)算    2.6.1  數(shù)學(xué)模型    2.6.2  可壓縮氣體的管路計(jì)算第3章  傳熱計(jì)算  3.1  列管換熱器的設(shè)計(jì)    3.1.1  設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型    3.1.2  列管換熱器設(shè)計(jì)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(jì)算的步驟    3.2.3  第二類命題換熱器模擬計(jì)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(fù)雜換熱器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)  3.4  傳熱物體內(nèi)的溫度分布第4章  精餾計(jì)算  4.1  相平衡和泡露點(diǎn)的計(jì)算    4.1.1  泡露點(diǎn)的計(jì)算    4.1.2  理想物系的泡露點(diǎn)計(jì)算    4.1.3  非理想物系的泡露點(diǎn)計(jì)算    4.1.4  精餾塔操作壓強(qiáng)的確定  4.2  閃蒸的計(jì)算    4.2.1  閃蒸過程的數(shù)學(xué)模型    4.2.2  等溫閃蒸    4.2.3  絕熱閃蒸  4.3  二元精餾的計(jì)算    4.3.1  二元精餾的數(shù)學(xué)模型    4.3.2  精餾塔理論塔板的逐板計(jì)算  4.4  多元精餾的簡捷計(jì)算    4.4.1  全回流條件下的最少理論板數(shù)    4.4.2  非關(guān)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(jì)算    4.4.5  多元精餾簡捷計(jì)算的計(jì)算步驟  4.5  多元精餾的嚴(yán)格計(jì)算    4.5.1  通用的數(shù)學(xué)模型    4.5.2  常規(guī)精餾塔的求解    4.5.3  泡點(diǎn)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(jì)算  5.1  流體與顆粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)    5.1.1  流體繞過顆粒的數(shù)學(xué)模型    5.1.2  流體帶出最大顆粒直徑的計(jì)算    5.1.3  顆粒的沉降速度    5.1.4  計(jì)算顆粒由靜止開始的加速運(yùn)動(dòng)    5.1.5  過濾常數(shù)的測定計(jì)算  5.2  吸收計(jì)算    5.2.1  填料吸收塔的計(jì)算    5.2.2  多組分板式吸收塔的模擬計(jì)算  5.3  萃取計(jì)算    5.3.1  單級(jí)萃取計(jì)算    5.3.2  多級(jí)逆流萃取理論級(jí)數(shù)的計(jì)算第6章  化工優(yōu)化計(jì)算  6.1  技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)    6.1.1  設(shè)備費(fèi)用    6.1.2  操作費(fèi)用  6.2  幾個(gè)化工單元操作優(yōu)化實(shí)例    6.2.1  最佳管徑的設(shè)計(jì)    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(fù)合曲線    6.3.2  夾點(diǎn)和換熱系統(tǒng)的集成    6.3.3  系統(tǒng)熱集成的目標(biāo)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(xué)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(yīng)用工業(yè)領(lǐng)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(qiáng)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(qiáng)大的計(jì)算和分析功能    7.3.4  集成的設(shè)備標(biāo)定模塊和附帶工具模塊    7.3.5  支持動(dòng)態(tài)模擬第8章  化工常用數(shù)值計(jì)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(diǎn)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(duì)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(xiàn)附錄1  部分C語言計(jì)算程序附錄2  一些常用化合物物性公式的計(jì)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(guān)系的定量描述是化工過程計(jì)算必不可少的基礎(chǔ)。在實(shí)際的化工計(jì)算中化合物物性數(shù)據(jù)和平衡數(shù)據(jù)的計(jì)算占有相當(dāng)大的比例，有時(shí)化合物物性的計(jì)算甚至成為整個(gè)計(jì)算過程的關(guān)鍵?！　∮捎谖镄詳?shù)據(jù)量和平衡數(shù)據(jù)量非常巨大，對(duì)于一個(gè)具體的化工過程計(jì)算需要建立能滿足該物系和過程的物性數(shù)據(jù)計(jì)算子程序庫（又稱為化工數(shù)據(jù)庫），在計(jì)算機(jī)計(jì)算過程中根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)用。本章主要介紹這類化工數(shù)據(jù)庫或物性計(jì)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(jì)算方法?！　』ぜ兾镄詳?shù)據(jù)可以分成兩類：一類與狀態(tài)溫度或壓力無關(guān)，如臨界溫度、臨界壓力、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)沸點(diǎn)、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(guān)，如密度、黏度、導(dǎo)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(zhì)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(jì)算（對(duì)函數(shù)關(guān)系式）或插值（對(duì)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(chǔ)上由合適的混合規(guī)則計(jì)算得到?！　』て胶鈹?shù)據(jù)也可分成兩類：一類為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過上百年的積累，已經(jīng)有了相當(dāng)數(shù)量的氣液、液液平衡的實(shí)驗(yàn)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(guān)系，其使用范圍比較有限；另一類為通過狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，但各種狀態(tài)方程對(duì)物系類型有一定的要求，也有一定的局限性?！　≡谶M(jìn)行設(shè)備計(jì)算時(shí)還需要設(shè)備的系列尺寸數(shù)據(jù)，而進(jìn)行過程優(yōu)化時(shí)還需要設(shè)備、材料和能源價(jià)格的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)?！　?.1　化工物性數(shù)據(jù)庫簡介　　伴隨著信息時(shí)代的到來以及計(jì)算機(jī)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(nèi)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(wù)、進(jìn)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(shè)計(jì)與開發(fā)、指導(dǎo)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(jìn)步的重要標(biāo)志之一?！　　?/pre>




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