绪论 1
一、现代化工计算的内容 1
二、化工计算的作用 1
三、现代化工计算课程的学习方法 2
单元一 数据处理 4
任务一 单位换算 4
一、单位制度的构成及其种类 5
二、单位换算的方法 9
任务二 查表 13
一、采用常用插值方法处理表格函数 14
二、基于Excel单元格的常用插值法 16
三、采用Excel曲线拟合法处理表格函数 17
四、技能拓展——ExcelVBA自定义插值函数插值 24
五、知识拓展——线性最小二乘法 26
任务三 求解一元非线性方程 34
一、一元非线性方程求根方法 35
二、手工求解一元非线性方程 38
三、采用Excel求解一元非线性方程 39
四、技能拓展——ExcelVBA自定义函数求解一元三次非线性方程 43
任务四 求解线性方程组 44
一、线性方程组的求解方法 44
二、手工求解线性方程组 47
三、采用Excel求解线性方程组 48
四、技能拓展——Excel规划求解法解线性方程组 50
任务五 采用ChemCAD回归物性公式参数 51
单元一复习思考题 57
单元一习题 58
单元二 气体的热力学性质计算 61
任务一 计算气体的p、 V、 T数据 61
一、气体ρ、V、T数据的计算方法 61
二、手工计算气体的ρ- V-T数据 68
三、采用Excel计算气体的p- V-T数据 70
四、采用ChemCAD计算气体p、 V、T数据 75
五、知识拓展——偏心因子 77
六、技能拓展——ExceIVBA自定义函数计算p、 V、 T数据 79
任务二 计算气体的焓 （h）、 熵 （s）数据 81
一、气体h、 s的计算方法 81
二、手工计算气体的h、s数据 84
三、采用Excel计算气体的h、 s数据 86
四、采用ChemCAD计算气体的h、s数据 87
五、技能拓展——ExceIVBA自定义函数计算剩余性质 90
单元二复习思考题 93
单元二习题 93
单元三 化工过程物料衡算 94
任务一 理解物料衡算基础知识 94
一、物料衡算的两大类型 94
二、化工生产过程的类型 94
三、物料衡算的理论依据及物料衡算式 95
四、物料衡算计算基准及其选择 96
五、物料衡算的一般步骤 98
任务二 物理过程的物料衡算 99
一、混合过程物料衡算 99
二、蒸发与结晶过程物料衡算 100
三、吸收过程物料衡算 103
四、精馏过程物料衡算 103
五、技能拓展——ExcelVBA自定义函数计算结晶过程 105
任务三 化学反应过程的物料衡算 107
一、反应物配比 107
二、转化率、选择性、收率 108
三、简单反应系统的物料衡算 111
四、复杂反应系统的物料衡算 114
五、技能拓展——ExceIVBA自定义函数计算SO2平衡转化率 116
单元三复习思考题 117
单元三习题 117
单元四 单一化工过程能量衡算 119
任务一 计算显热 119
一、采用Excel进行显热计算 119
二、采用ChemCAD计算显热 132
三、综合练习 136
四、技能拓展——采用剩余性质法计算真实气体状态变化过程显热 139
任务二 计算相变潜热 142
一、相变潜热的计算方法 143
二、采用Excel计算相变潜热 145
三、采用ChemCAD计算相变潜热 146
四、综合练习 148
任务三 计算溶解与混合过程热效应 151
一、积分溶解热与积分混合热概念 151
二、手工计算溶解与混合过程热效应 153
三、采用Excel计算溶解与混合过程热效应 155
四、采用 ChemCAD计算溶解与混合过程热效应 157
任务四 计算化学反应过程热效应 161
一、化学反应热的计算方法 162
二、手工计算化学反应热 163
三、采用Excel计算化学反应热 165
四、采用ChemCAD计算化学反应热 168
五、综合练习 172
六、技能拓展——绝热反应ExcelVBA自定义函数 176
任务五 计算气体压缩功 178
一、压缩功的计算方法 179
二、采用Excel计算各类压缩功 183
三、采用ChemCAD计算各类压缩功 183
四、原动机功率的估算 186
单元四复习思考题 187
单元四习题 187
单元五 典型化工过程工艺计算 189
任务一 精馏设计与严格模拟 189
一、采用ChemCAD进行精馏塔简捷设计计算 189
二、精馏过程严格计算 192
三、精馏设备的设计 202
任务二 硫黄制酸过程物料、能量衡算 203
一、计算熔硫釜的蒸汽消耗量 204
二、根据生产任务，计算原料硫黄、空气、水的消耗量 205
三、计算焚硫过程中空气过剩系数与炉气组成、炉气温度之间的关系 206
四、计算废热锅炉的产汽量 210
五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率 211
六、计算空气过剩系数、SO2转化率和转化炉一段出口温度之间的关系 215
七、技能拓展——采用ChemCAD计算焚硫过程中空气过剩系数与炉气组成、炉气温度之间的关系 218
任务三 计算并绘制合成氨厂CO变换反应的t-x图 223
一、确定变换炉一段出口温度和一段变换率 224
二、计算绝热反应操作线方程、平衡线方程和最佳反应温度线方程 227
三、采用Excel绘制CO变换炉一段t-x图 228
任务四CO变换炉催化剂用量计算 228
一、化学反应速率的表示 229
二、采用手工计算CO变换催化剂用量 230
三、采用Excel计算CO变换催化剂用量 231
四、采用ChemCAD计算CO变换催化剂用量 234
任务五 甲醇脱水生产二甲醚过程的概念设计 237
一、过程的基本信息 237
二、流程输入、输出结构和循环结构 238
三、反应器的工艺设计 239
四、分离系统 242
五、全流程模拟 247
六、能量集成 249
单元五复习思考题 249
单元五习题 249
附录 251
附录1常用数据表 251
附录表1-1压力单位换算表 251
附录表1-2常用能量单位换算表 251
附录表1-3功率单位换算表 251
附录表1-4 80种化合物的物性数据表 252
附录表1-5 Pitzer压缩因子关系式的Z值 254
附录表1-6常见物质的真实恒压摩尔热容cp= f（T）/[J/（mol·K）] 256
附录表1-7某些气体的真实恒压摩尔热容数值/[J/（mol·K）] 257
附录表1-8某些气体的平均恒压摩尔热容数值（t0= 0℃）/[J/（mol·K）] 257
附录表1-9某些气体的平均恒压摩尔热容数值（T0= 298K）/[J/（mol·K）] 258
附录表1-10某些气体的焓值数据/（J/mol） 258
附录表1-11某些物质的物性数据表 259
附录表1-12水蒸气表 262
附录2常用热力学图 267
附录图2-1 Z[0]普遍化关系图 267
附录图2-2 Z[1]普遍化关系图 268
附录图2-3 （HR）[0]/（RTc）普遍化关系图 269
附录图2-4 （HR）[1]/（RTc）普遍化关系图 270
附录图2-5 （SR）[0]/R普遍化关系图 271
附录图2-6 （SR）[1]/R普遍化关系图 272
附录3 ChemCAD简介 273
附3-1什么是ChemCAD 273
附3-2什么是流程模拟 273
附3-3 ChemCAD的用途 273
附3-4 ChemCAD的应用领域 274
附3-5 ChemCAD6.0的运行界面 275
附3-6 ChemCAD6.0进行流程模拟的基本步骤 275
参考文献 283