化工过程分析与计算机模拟PDF电子书下载

第一章 绪论 1

(1)化工过程分析 1

(2)化工过程模拟 3

(3)数字机模拟的发展 4

(6)化工过程模拟的作用和限度 4

第二章 过程数学模型 7

2.1 数学模型 7

2.2 数学模型建立的步骤 7

2.3 数学模型方程式 10

2.4 传递过程模型 11

(1)质量平衡 11

(2)热量平衡 20

(3)动量平衡 24

(4)模型的简化，活塞流模型 29

(5)完全混合模型 34

2.5 群体平衡(“实体”数平衡)模型 40

2.6 边界条件 46

2.7 经验模型 49

2.8 数学模型的分类 51

参考文献 57

第三章 非线性代数方程组求解的数值方法 58

3.1 线性代数方程组的解法 59

(1)高斯消元法 59

(2)高斯-约当法 61

(3)LU分解法 62

(4)稀疏方程组的求解方法 67

(5)超松驰法 75

3.2 非线性代数方程组的解法 79

(1)直接迭代法 80

(2)韦格斯坦法 83

(3)牛顿-拉夫森法 86

(4)推广的割线法 89

(5)矩阵A的更新 92

(6)布罗登法 95

(7)阻尼因子 96

参考文献 99

(1)等温闪蒸的计算 101

4.1 相平衡和化学平衡的计算 101

第四章 集中参数过程的稳态模拟 101

(2)绝热闪蒸的计算 103

(3)伴有化学反应的相平衡的计算 108

(4)一定压力下绝热反应温度的计算 114

4.2 多级塔的模拟 117

(1)多级分离问题的数学模型 117

(2)方程解离法 121

1.泡点法 124

2.流率加合法 133

(3)同时校正法 139

(4)松驰法 155

参考文献 156

第五章 集中参数过程的动态模拟和一维分布参数过程的稳态模拟 158

5.1 集中参数过程动态模型和一维分布参数过程稳态模型的建立 159

(1)多级塔的集中参数动态模型 159

(2)滴流床反应器的一维稳态模型 168

柱塞流模型 169

轴向返混模型 174

5.2 动态模拟中刚性方程的数值解法 177

(1)一般方法 178

欧拉法 178

中点法 181

梯形法 182

龙格-库塔法 184

(2)数值方法的稳定性 189

(3)刚性常微分方程 193

半隐式龙格-库塔法 199

(4)刚性常微分方程模型求解的数值方法 199

适应性半隐式龙格-库塔法 203

吉尔法 211

5.3 一维分布参数过程的模拟 218

(1)有限差分法的应用 218

(2)正交配置法的应用 227

(3)有限元正交配置法的应用 251

拉格朗日多项式 251

赫米特多项式 257

(4)盖勒金有限元法的应用 261

参考文献 274

第六章 分布参数过程的稳态和非稳态模拟 275

6.1 数学模型的建立 275

(1)管式反应器的二维数学模型 275

(2)翅片换热器的传热数学模型 280

6.2 用正交配置法的模拟 283

(1)二维系统的内配置法 283

(2)二维系统的混合配置法 292

6.3 用有限元正交配置法的模拟 300

6.4 用盖勒金有限元法的模拟 302

6.5 用有限差分法的模拟 312

(1)传质和传热的非稳态模拟 313

(2)具有径向扩散的管式反应器的稳态模拟 322

(3)用线上法的模拟 337

参考文献 339

第七章 稳态流程模拟 340

7.1 稳态流程模拟的方法 340

(1)序贯模块法 340

(2)解方程法 343

(3)联立模块法 344

(4)方法比较 346

7.2 稳态流程模拟中的自由度 355

(1)设备单元的自由度 355

(2)流程的自由度分析 359

7.3 大系统的分解 361

(1)将过程流程图转变成信息流程图 361

(2)将信息流程图转变成数码形式 362

1.循迹法 364

(3)流程的分隔 364

2.邻接矩阵的幂法 373

(4)分隔所得分系统的处理方法——切断 380

7.4 迭代变量的处理 384

参考文献 387

第八章 化工过程分析中常用的最优化方法 388

8.1 最优决策问题的构成 389

(1)固定热负荷卧式冷疑器的最优设计 389

(2)吸收-蒸出过程的最优设计 394

(3)间歇过程最优进料速度的确定 400

(4)平衡组成的计算 402

(5)设计方案的选择 404

8.2 化工过程分析中的若干常用的最优化方法 409

(1)一维搜索黄金分割法 409

(2)多维搜索 412

1.单纯形法及其应用 412

2.鲍威尔法 420

3.拉格朗日乘子法及其应用 425

4.复合形法及其应用 432

5.几何规划及其应用 436

6.连续变量系统的最优化，庞特里艾根极小值原理及其应用 448

7.动态规划及其应用 459

参考文献 470

第九章 化工过程的有效能分析 471

9.1 有效能或？的计算 471

9.2 有效能平衡和效率 490

9.3 化工过程的有效能分析 508

9.4 有效能与过程最优化 515

参考文献 521

(1)分离顺序数、次级组分组数和分离方式数 522

第十章 过程合成 522

10.1 分离顺序的合成 522

(2)分离顺序的合成方法 532

1.启发法 532

2.调优合成法 533

3.算法合成技术——有序分支搜索法 536

10.2 热交换网络的合成 541

(1)复合曲线，窄点与最低能耗 543

(2)以能耗最低为目标的热交换网络的合成 551

(3)能耗与设备投资相互消长的权衡 554

(4)流股的分支 562

(5)利用多品位热(冷)源的热交换网络 570

参考文献 572

附录 573

一、多元多级精馏塔的泡点法计算源程序 573

二、吸收和蒸出计算的流率加合法源程序 594

三、米切尔森改进的半隐式RK法解刚性常微分方程组源程序 614

四、用正交配置法进行固定床管式催化反应器的二维稳态模拟 621

索引 631