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第1章 化工物性数据和平衡数据 1

1.1化工物性数据库简介 1

1.2化工物性子程序的建立 2

1.2.1数据型数据子程序 2

1.2.2公式计算数值型子程序 3

1.2.3插值数值型数据子程序 6

1.2.4估算数值型子程序 6

1.2.5混合物的物性 7

1.2.6物性的压力校正 9

1.3气液平衡数据 11

1.3.1气液平衡关系 11

1.3.2活度系数的计算 12

1.3.3逸度系数的计算 14

1.3.4利用实验数据 16

1.4液液平衡数据 17

1.4.1液液平衡关系 17

1.4.2利用实验数据 18

1.5实验数据的拟合 19

第2章 流体输送和管路计算 22

2.1流体输送过程的数学模型和设计自由度分析 22

2.2管路的摩擦系数计算 24

2.3几种实际应用计算 25

2.3.1简单管路的管径设计 25

2.3.2简单管路的模拟计算 28

2.3.3离心泵的工作点计算 29

2.4复杂管路的计算 31

2.4.1分支和汇合管路 31

2.4.2并联管路 32

2.5管路网络的计算和模拟 33

2.5.1数学模型 33

2.5.2编程要点 34

2.6可压缩流体输送的计算 36

2.6.1数学模型 36

2.6.2可压缩气体的管路计算 37

第3章 传热计算 41

3.1列管换热器的设计 41

3.1.1设计计算的数学模型 41

3.1.2列管换热器设计步骤 44

3.2列管式换热器的操作模拟 45

3.2.1传热单元数和换热器效率 46

3.2.2第一类命题换热器模拟计算的步骤 47

3.2.3第二类命题换热器模拟计算的步骤 47

3.2.4冷凝器的操作模拟 48

3.3换热器系统的模拟 50

3.3.1序贯换热器系统模拟 50

3.3.2带分支的换热器系统 52

3.3.3复杂换热器网络系统 53

3.4传热物体内的温度分布 54

第4章 精馏计算 59

4.1相平衡和泡露点的计算 59

4.1.1泡露点的计算 59

4.1.2理想物系的泡露点计算 60

4.1.3非理想物系的泡露点计算 61

4.1.4精馏塔操作压强的确定 62

4.2闪蒸的计算 63

4.2.1闪蒸过程的数学模型 63

4.2.2等温闪蒸 64

4.2.3绝热闪蒸 66

4.3二元精馏的计算 67

4.3.1二元精馏的数学模型 67

4.3.2精馏塔理论塔板的逐板计算 70

4.4多元精馏的简捷计算 73

4.4.1全回流条件下的最少理论板数 73

4.4.2非关键组分的分布 73

4.4.3多元精馏分离的最小回流比 74

4.4.4理论板数的计算 75

4.4.5多元精馏简捷计算的计算步骤 75

4.5多元精馏的严格计算 79

4.5.1通用的数学模型 79

4.5.2常规精馏塔的求解 81

4.5.3泡点法求解MESH方程组 84

4.5.4流量加和法求解MESH方程组 84

第5章 其他单元操作的计算 89

5.1流体与颗粒的相对运动 89

5.1.1流体绕过颗粒的数学模型 89

5.1.2流体带出最大颗粒直径的计算 90

5.1.3颗粒的沉降速度 91

5.1.4计算颗粒由静止开始的加速运动 92

5.1.5过滤常数的测定计算 92

5.2吸收计算 95

5.2.1填料吸收塔的计算 95

5.2.2多组分板式吸收塔的模拟计算 99

5.3萃取计算 101

5.3.1单级萃取计算 102

5.3.2多级逆流萃取理论级数的计算 103

第6章 化工优化计算 106

6.1技术经济数据 106

6.1.1设备费用 106

6.1.2操作费用 108

6.2几个化工单元操作优化实例 108

6.2.1最佳管径的设计 108

6.2.2换热器冷却水出口温度的优化 110

6.2.3精馏塔最佳回流比的确定 111

6.3过程系统的优化 113

6.3.1温焓图和复合曲线 114

6.3.2夹点和换热系统的集成 115

6.3.3系统热集成的目标函数 115

第7章 常用流程模拟软件简介 117

7.1 PRO／ II软件简介 117

7.1.1软件的物性数据库 117

7.1.2热力学方法 118

7.1.3主要单元操作模型 118

7.1.4附加模块 119

7.1.5图形界面 119

7.1.6应用工业领域 120

7.2 Aspen Plus软件简介 120

7.2.1完备的数据库 121

7.2.2 Aspen Plus具有很强的集成能力 121

7.2.3提供丰富的单元操作模块 122

7.2.4具有模型／流程分析功能 122

7.3 ChemCAD软件简介 123

7.3.1高度集成、界面友好和较为详尽的帮助系统 123

7.3.2丰富的物性选择 125

7.3.3完整的单元操作单元以及强大的计算和分析功能 126

7.3.4集成的设备标定模块和附带工具模块 126

7.3.5支持动态模拟 126

第8章 化工常用数值计算方法 128

8.1插值 128

8.1.1线性插值 128

8.1.2二次插值（拉格朗日三点插值） 129

8.2一元非线性方程的迭代求解 130

8.2.1直接迭代 130

8.2.2韦斯顿迭代 132

8.2.3牛顿迭代 133

8.3方程组求解 134

8.3.1解三对角线性方程组 134

8.3.2优先排序解非线性方程组 134

8.4方程的拟合 136

8.4.1线性方程的拟合 136

8.4.2非线性函数的线性化 137

8.5一阶常微分方程的数值解 138

8.5.1欧拉法 138

8.5.2四阶龙格库塔法 139

8.6数值积分 140

8.6.1梯形法 140

8.6.2辛普森法 140

参考文献 142

附录1 部分C语言计算程序 143

附录2 一些常用化合物物性公式的计算常数 161

附录3 Wilson模型参数 172