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第一章 简介 1

1.1 发展史 1

1.2 过程工程师的任务 2

1.3 什么是数学模型 3

1.4 模拟 6

1.5 范围、结构和先决条件 8

1.6 数值方法 10

1.7 关于计算机程序的要求 10

参考文献 11

符号 13

第二章 气体和液体性质的估算 13

2.1 引言 14

2.2 气体的容量性质 15

2.2.1 纯气体 15

2.2.2 气体混合物 24

2.3 液体的容量性质 30

2.3.1 纯液体 30

2.3.2 液体混合物 32

2.4 气体和蒸气的逸度 33

2.4.1 纯气体 33

2.4.2 气体混合物 34

2.5 液体的逸度 37

2.6 焓的估算 39

2.6.1 气体及其混合物 40

2.6.2 纯液体及其混合物 41

2.7 蒸气压关系式 42

2.8 蒸发焓 44

2.9 相平衡 45

2.9.1 汽-液相平衡 45

2.9.2 二元参数的估算 51

2.9.3 K值的估算 58

2.9.4 液-液平衡 66

参考文献 69

程序P-2.1—P-2.9 95

第三章 传质操作 96

符号 96

3.1 引言 99

3.2 蒸馏 99

3.2.1 简单的二元计算 99

3.2.2 多组分物系 114

3.2.3 闪蒸计算 115

3.2.4 多组分逐级计算 123

3.3 气体吸收 136

3.3.1 板式塔中的吸收和解吸 137

3.3.2 填料塔中的吸收 143

3.4 液体萃取 151

3.4.1 单级接触 151

3.4.2 多级计算 153

3.4.3 填料塔中的萃取 159

参考文献 160

程序P-3.1—P-3.5 162

第四章 管道中流体的流动 198

符号 198

4.1 引言 200

4.2.1 不可压缩流体的流动 201

4.2 管道中牛顿流体的流动 201

4.2.2 管径的计算 203

4.3 可压缩流体流动中的压降 206

4.4 管道中非牛顿流体的流动 209

4.4.1 Bingham塑性流体 209

4.4.2 幂定律流体 210

4.4.3 普遍化的雷诺准数 212

4.4.4 非牛顿流动的管径计算 213

4.5 管网计算 215

4.6 两相流系统 220

4.6.1 气-液流动 221

4.6.2 固-液流动 226

4.6.3 气-固流动 229

参考文献 236

程序P-4.1—P-4.8 256

第五章 传热 257

符号 257

5.1 引言 260

5.2 无相变的壳管式换热器 263

5.2.1 管方传热系数 266

5.2.2 壳方传热系数 267

5.2.3 壳管式换热器的压降 271

5.3 冷凝器 279

5.3.1 单一的纯蒸气 280

5.3.2 过热蒸气 283

5.3.3 凝液的过冷 284

5.3.4 蒸气混合物 284

5.3.5 部分冷凝器 285

5.3.6 冷凝器的计算 287

5.3.7 沸腾冷剂 290

5.3.8 冷凝器的计算方法 290

5.4 再沸器 298

5.4.1 沸腾传热系数 299

5.4.2 立式热虹吸再沸器 300

5.4.3 立式再沸器的计算 303

5.5.1 气体的发射率和吸收率 307

5.5 用于工业炉 307

5.5.2 表面的发射率 309

5.5.3 换热面的计算 311

5.5.4 总能量平衡 318

5.5.5 热通量分布 319

参考文献 324

程序P-5.1—p-5.4 326

第六章 化学反应工程 368

符号 368

6.2 反应度 371

6.1 引言 371

6.3 化学反应平衡 373

6.3.1 独立反应 373

6.3.2 化学平衡计算 376

6.4 速率数据分析 379

6.4.1 积分法 380

6.4.2 微分法 381

6.4.3 非基元反应 386

6.4.4 速率常数与温度的关系 387

6.5 理想反应器模型 387

6.5.2 管式反应器 388

6.5.1 理想间歇反应器 388

6.5.3 连续流动搅拌槽型反应器 389

6.5.4 半间歇反应器 390

6.6 化学反应器的非理想性 395

6.6.1 停留时间分布 395

6.6.2 寿命分布函数 395

6.6.3 RTD函数的实验测定 397

6.6.4 连续搅拌槽型反应器 398

6.6.5 管式反应器 405

6.7 用停留时间分布分析反应器性能 406

6.8 均相反应器中温度的影响 409

6.8.2 理想连续搅拌槽型反应器 410

6.8.1 理想间歇反应器 410

6.8.3 活塞流管式反应器 411

6.9 非均相系统 417

6.9.1 速率数据分析 417

6.9.2 固定床反应器 419

6.9.3 催化剂的失活 423

6.10 流化床反应器 429

6.10.1 两相模型 430

6.10.2 不均匀气泡 435

6.10.3 三相模型 435

参考文献 438

程序P-6.1—P-6.10 440

第七章 化工过程模拟 470

7.1 引言 470

7.2 过程模拟技术 471

7.2.1 序贯模块法 471

7.2.2 联立模块法 473

7.2.3 联立方程法(面向方程法) 474

7.3 分隔和切断 474

7.3.1 大系统的分解 475

7.3.2 切断 477

7.4.1 模拟系统的结构 485

7.4 流程模拟系统 485

7.4.2 物理性质和热力学软件包 488

7.4.3 加速收敛的方法 492

7.5 发展趋势 494

参考文献 496

附录 数值方法 499

A.1 矩阵法 499

A.1.1 矩阵表示法和线性方程组的解 499

A.1.2 线性独立和矩阵的秩 502

A.1.3 一阶线性常微分布方程组的应用 503

A.2.1 牛顿-拉夫森法 504

A.2 方程组的解 504

A.2.2 多变量牛顿-拉夫森法 505

A.2.3 Broyden法 506

A.2.4 加速收敛速率 508

A.3 多项式近似 508

A.3.1 最小二乘法 509

A.3.2 正交多项式 510

A.3.3 样条插值函数 512

A.3.4 数值微分 514

A.4 数值积分 514

A.4.2 Simpson公式 515

A.4.1 梯形公式 515

A.5 常微分方程组 516

A.5.1 一阶方程组 516

A.5.2 高阶方程 521

A.6 函数极值 522

A.6.1 一维问题 523

A.6.2 多维问题 526

A.7 计算误差 528

参考文献 530

子程序名称索引 531

主题索引 533