《实用化工系统工程》求取 ⇩

第一章概论1

第一节 化工系统工程学的沿革和领域1

1.化工系统工程学的起源1

2.化工系统工程学的定义及领域3

第二节 过程系统模拟的基本概念6

1.定义6

2.系统的模拟7

3.数学模型的建立8

4.数学模型的类型10

第三节 过程系统分析与综合的一般方法13

1.问题的定义13

2.评价体制的设计13

3.系统的综合13

4.系统的分析13

1.数学模拟手段的发展沿革15

第四节 数学模拟的手段15

7.制定实施方案15

6.决策15

5.系统的最优化15

2.数字计算机的硬件和软件16

第五节 数学模拟的优越性及限制18

1.数学模拟的优越性18

2.数学模拟方法的限制19

第六节 本学科研究的目的和内容21

1.化工过程系统模拟和分析的任务21

2.本书的主要内容22

参考文献23

第一篇过程系统的稳态模拟分析24

第二章 化工过程系统稳态模拟的概念和实质24

第一节 反应－分离简单再循环系统的稳态模拟24

1．原始数据及假设25

2．要求的解答26

3．单元模块的数学模型27

第二节 模拟问题的实质30

1.过程各流股的本质31

2.处理物料的本质32

3.过程单元的本质33

4.过程构型34

5.进料流股34

第三节 序贯模块法36

第四节 联立方程法38

第五节 联立模块法40

参考文献44

第三章 非线性代数方程组的数值解法45

第一节 非线性方程的一般解法45

1.数值迭代求解法的实质46

2.解的存在及唯一性48

第二节 直接迭代法52

第三节 牛顿－拉卜森迭代法57

1.一维情况57

2.多维情况58

1.一维情况61

第四节 割线法61

2.多维情况62

第五节 拟牛顿法66

1.割线法66

2.其它方法69

第六节 各种方法的比较69

参考文献71

1.两类物性系统73

第四章 物性系统73

第一节 物性系统的作用与结构73

2.物性系统的建立74

3.物性系统的结构77

第二节 主要物性的估求方法79

1.状态方程式79

2.热焓的计算86

3.熵的计算90

4.蒸汽压的计算91

第三节 汽－液平衡计算92

1.两种汽－液平衡的计算途径92

2.气相逸度系数φ1v的计算94

3.液体纯组分的逸度f°1L的计算95

4.液体活度系数的计算96

第四节 计算机物性系统的评述107

参考文献109

第五章 单元操作模型111

第一节 自由度分析的概念111

1.自由度111

2.独立衡算方程113

3.独立流股变量114

第二节 单元操作模型的类型及自由度分析118

1.混合器120

2.流股分割器121

3.闪蒸器122

4.压力变化器械123

5.换热器124

6.反应器125

第三节 平衡闪蒸器模型126

1.闪蒸器的基本模型127

2.多组分等温闪蒸器模型128

3.绝热闪蒸器模型133

4.闪蒸器的双层法迭代模型134

第四节 多组分混合物分离塔模型143

1.组分分割器144

2.多组分精馏塔的简化经验模型145

3.严格逐板计算模型147

第五节 化学反应器模型152

1.独立化学反应152

2.最大反应程度162

3.气相平衡反应器模型163

4.同时达到相平衡和化学反应平衡的反应器模型169

参考文献173

第一节 系统的分隔和排序175

1.系统分隔的基本概念175

第六章 稳态流程模拟的序贯模块法175

2.分隔的计算方法178

3.分隔的图解方法185

第二节 断裂191

1.断裂的基本概念191

2.最优断裂准则193

1.断裂流股的收敛性质200

第三节 断裂流股的加速收敛200

2.直接迭代法202

3.Wegstein法204

4.Broyden方法211

5.几种加速收敛方法的比较216

第四节 控制模块218

参考文献223

第一节 联立方程法的基本特点225

第七章 稳态流程模拟的联立方程解法225

第二节 流程模拟中的自由度228

第三节 决策变量的选择230

1.单元设备的决策变量230

2.决策变量选择对流程解算的影响232

3.流程模拟的决策变量选择234

第四节 稀疏代数方程组的解法245

1.稀疏性概念245

2.高斯消元法246

3.矩阵的因式分解法249

4.稀疏方程组的处理方法254

第五节 非线性物料衡算方程组的解法260

参考文献268

第二篇最优化方法270

第八章 导论270

第一节 最优化问题的数学定义271

1.定义271

2.最优化问题的基本要素272

3.几个基本数学概念273

第二节 最优化问题的类型277

1.稳态过程设计的最优化277

2.动态最优化278

3.化工厂的管理与控制280

4.非线性回归和参数估值问题285

5.非线性代数方程组求解286

第三节 最优化方法的分类287

1.无约束最优化及受约束的最优化287

2.单维最优化和多维最优化287

3.间接优化方法和直接搜索方法288

4.线性规划和非线性规划288

5.连续规划，整数规划和混合规划288

第四节 经典的最优化方法289

1.无约束最优化的经典方法289

2.受约束最优化的经典方法293

参考文献297

第九章 无约束条件的最优化方法299

第一节 单参数最优化方法299

1.直接法(搜索区间消去法)299

2.近似法302

第二节 多参数最优化方法307

1.列表法308

2.沿方向矢量的搜索方法308

3.模式法319

参考文献322

第十章 约束条件下的最优化方法323

第一节 约束条件下最优化问题的一般特点323

1.约束最优化的概念323

2.消去等式约束条件的一般化方法324

3.消去不等式约束条件的方法326

第二节 罚函数法330

1.罚函数法的原理330

2.序贯无约束最小化方法(SUMT法)333

1.基本原理335

第三节 简约梯度法335

2.通用简约梯度法(GRG法)339

第四节 复合形法345

1.初始复合形的生成345

2.搜索迭代步骤346

第五节 线性规划法348

1.典型的线性规划348

2.线性规划的基本概念350

3.单纯形法解线性规划问题353

第六节 整数规划法360

1.整数规划模型的建立361

2.分支界限法363

参考文献367

第一节 概论368

1.基本概念368

第十一章 化工系统的最优化策略368

2.几种策略方法的评述371

第二节 单元模块逼近法378

1.一般数学表达式378

2.三种近似方法381

第三节 双层法最优化策略383

1.双层法的本质383

2.双层法解合成氨回路最优化的实例385

参考文献387

第三篇过程系统的综合389

第十二章 过程系统综合导论389

第一节 基本概念389

1.过程系统综合的实质389

2.综合的步骤390

第二节 系统综合研究的几个主要领域393

1.反应路径的综合393

2.分离序列的综合398

3.换热网络的综合400

4.具有热集成的分离系统综合402

5.反应器网络的综合404

6.全流程综合405

第三节 系统综合的基本方法406

1.系统综合中的三个问题406

2.系统综合的基本方法407

3.灵敏度分析的概念409

参考文献410

第十三章 无初始方案的系统综合方法412

第一节 直观推断法412

1.分离系统综合的直观推断法412

2.有序直观推断法421

3.科用“禁用分割”合成分离流程424

4.换热网络综合中的直观推断法426

第二节 分支界限法433

1.分支界限法原理433

2.换热器网络的综合434

第三节 系统综合中的分解法447

参考文献451

第十四章 有初始方案的系统综合方法452

第一节 调优方法452

1.判别准则452

2.调优规则456

第二节 结构参数法464

1.结构参数法解分离序列问题464

2.系统综合的解析算法466

第三节 一个全流程综合的计算例题480

1.过程描述480

2.流程方案研究的策略482

3.ASPEN模拟程序的特点485

4.在有限的过程流程方案中调优搜索487

参考文献491

第十五章 系统综合中的热力学分析方法493

第一节 热力学分析的动因493

1.有效能分析的概念496

第二节 热力学第二定律分析的理论基础496

2.损耗功分析的概念500

3.两种分析方法的比较502

4.热力学效率503

第三节 减少损耗功的一些直观推断方法505

1.减少机械过程损耗功的方法506

2.减少传热过程损耗功的方法507

3.减少传质过程损耗功的方法510

4.减少化学反应过程损耗功的方法511

5.热力学分析中的几点注意512

第四节 全流程综合的热力学分析方法516

1.一般综合步骤516

2.过程描述和定义516

3.过程的ASPEN模拟518

4.过程灼热力学分析及改进521

第五节 反应路线综合中的热力学分析方法527

1.反应路线的热力学评价527

2.石油化工反应路线的选择529

参考文献530

第十六章 能量回收网络的综合532

第一节 TH图与组合曲线532

第二节 挟点及最小公用工程消耗534

第三节 最大能量回收网络的设计538

1.在挟点处的系统分解538

2.挟点之上子系统设计539

3.挟点之下子系统设计540

4.节能与投资的权衡542

5.流股的分支545

第四节 能量回收网络中热与功的集成549

1.热机与热泵原理549

2.热机对挟点的位置551

3.提高热效率的极限工况552

4.热泵对挟点的位置554

5.实际应用举例556

参考文献557