《化工系统工程基础》求取 ⇩

1 绪论1

1.1 化工过程系统的基本概念3

1.1.1 化工过程系统3

1.1.2 化工系统的性质5

1.2 化工系统工程的主要内容8

1.2.1 化工系统分析8

1.2.2 化工系统合成9

1.2.3 灵敏度分析9

1.2.4 化工系统的最优操作11

1.3 数学模拟方法11

1.3.1 模拟法12

1.3.2 数学模拟12

1.3.3 数学模型13

2 化工系统分析14

2.1 单元过程的数学模型16

2.1.1 机理模型、经验模型和混合模型16

2.1.2 模型的简化19

2.1.3 模型参数21

2.1.4 模型的建立和检验21

2.1.5 模型的数学描述24

2.1.6 模型的自由度25

2.1.7 单元过程的数学模型举例25

2.2 化工系统的结构模型33

2.2.1 结构单元图33

2.2.2 系统的结构模型34

2.3 化工系统模型的求解39

2.3.1 序贯模块法40

2.3.2 联立方程法42

2.3.3 联立模块法43

2.4 化工系统的分解47

2.4.1 系统分隔50

2.4.2 子系统的切断56

2.5 非线性方程组的迭代求解方法67

2.5.1 直接迭代法67

2.5.2 松弛法72

2.5.3 韦格斯坦法72

2.5.4 牛顿法74

2.5.5 牛顿-拉夫逊法75

2.5.6 布罗依顿拟牛顿法81

2.5.7 各种方法的比较84

2.6 化工过程模拟程序系统84

2.6.1 化工模拟系统的分类85

2.6.2 通用化工模拟系统85

2.6.3 化工模拟系统的应用87

2.7 化工系统模拟实例90

2.7.1 合成氨系统模拟90

2.7.2 甲醇合成系统模拟117

本章符号说明136

习题138

参考文献141

3 化工系统优化143

3.1 优化问题的性质和数学描述143

3.1.1 优化问题的性质143

3.1.2 优化问题实例145

3.1.3 优化问题的数学描述147

3.1.4 优化方法概述152

3.1.5 优化问题求解的一般步骤153

3.2 单变量函数的优化158

3.2.1 单峰函数158

3.1.6 优化问题求解的困难158

3.2.2 单变量函数的优化--一维搜索160

3.3 无约束多变量函数的优化172

3.3.1 变量轮换法174

3.3.2 梯度法177

3.3.3 共轭梯度法180

3.3.4 鲍威尔法183

3.3.5 单纯形法187

3.4 线性规划及其应用191

3.4.1 有关线性规划的基本概念194

3.4.2 线性约束的一般构成198

3.4.3 求解线性规划问题的单纯形法198

3.4.4 线性规划的标准型205

3.4.5 用工人变量求取初始可行基本解208

3.4.6 无约束变量的处理212

3.4.7 线性规划的对偶性213

3.4.8 线性规划的应用216

3.5 非线性规划216

3.5.1 消元法217

3.5.2 拉格朗日乘子法219

3.5.3 罚函数法228

3.5.4 逐次线性规划231

3.6 单元设备的优化计算231

3.6.1 目标函数232

3.6.2 数学模型235

3.6.3 自由度分析237

3.6.4 优化方法及计算框图238

3.7 一般化工系统的优化239

3.7.1 分层迭代法239

3.7.2 同层迭代法240

3.8 多级串联系统的优化--动态规划243

3.8.1 最优化原理244

3.8.2 动态规划的递推公式248

3.8.3 动态规划的应用252

3.9 分布参数系统的优化254

3.9.1 分布参数系统优化问题的典型示例254

3.9.2 分布参数系统优化问题的数学描述256

3.9.3 无约束优化问题的求解--变分法257

3.9.4 带约束优化问题的求解258

3.10 复杂系统的优化270

3.10.1 二等级分解法的基本概念270

3.10.2 用二等级分解法求解复杂系统的优化问题273

本章符号说明281

习题284

参考文献292

4.1 概述295

4 化工系统合成295

4.2 精馏序列的合成299

4.2.1 问题的提出299

4.2.2 过程分析300

4.2.3 探试规则302

4.2.4 探试规则的应用304

4.3 换热器网络的合成307

4.3.1 问题的提出307

4.3.2 最小面积法的理论基础310

4.3.3 最小面积网络的合成312

4.3.4 确定最小公用工程消耗的挟点法323

4.3.5 最小面积网络的调优329

本章符号说明333

习题334

参考文献335