計算機在化學化工中的應用

上篇　化工數(shù)據(jù)處理及過程模擬
第1章　實驗數(shù)據(jù)及模型參數(shù)擬合方法 1
1.1　問題的提出 1
1.2　擬合標準 2
1.3　單變量擬合和多變量擬合 3
1.3.1　單變量擬合 3
1.3.2　多變量的曲線擬合 8
1.4　解矛盾方程組 12
1.5　梯度法擬合參數(shù) 22
1.6　吸附等溫曲線回歸 26
1.6.1　吸附等溫曲線的常見類型 26
1.6.2　幾種常用的吸附等溫曲線回歸方法 27
1.6.3　回歸方法的比較 28
習題 29
第2章　非線性方程求解 31
2.1　問題的提出 31
2.2　實根的對分法 32
2.2.1　使用對分法的條件 32
2.2.2　對分法求根算法 32
2.2.3　對分法VB程序清單 32
2.3　直接迭代法 35
2.4　松弛迭代法 36
2.5　牛頓迭代法 39
2.5.1　牛頓迭代法的理論推導 39
2.5.2　牛頓迭代法的幾何意義 39
2.6　割線法 41
2.7　非線性方程組的牛頓迭代法 42
2.8　應用實例 43
習題 45
第3章　線性方程組的迭代求解 46
3.1　問題的提出 46
3.2　簡單迭代 47
3.2.1　簡單迭代公式 47
3.2.2　簡單迭代計算機算法 48
3.2.3　程序清單及實例 49
3.3　緊湊迭代 51
3.3.1　緊湊迭代公式 51
3.3.2　緊湊迭代計算機算法 52
3.3.3　緊湊迭代VB程序 54
3.4　松弛迭代 55
3.4.1　松弛迭代公式 55
3.4.2　松弛迭代計算機算法 56
3.4.3　松弛迭代VB程序 56
3.4.4　三種迭代方法混合程序示例 57
3.5　高斯消去法 62
3.5.1　高斯消去法原理 62
3.5.2　高斯消去法程序及實例 63
3.5.3　主元最大高斯消去法 64
3.6　三角分解法 65
3.6.1　三角分解法計算公式 65
3.6.2　三角分解法VB程序 68
3.7　帶狀方程組的三角分解法 70
3.7.1　基本原理 70
3.7.2　等帶寬方程組的求解 70
3.7.3　帶寬為1的三對角方程組求解 71
3.7.4　追趕法VB程序 73
習題 74
第4章　常微分方程數(shù)值解 76
4.1　微分方程在化工中的應用 76
4.2　歐拉公式 77
4.2.1　向前歐拉公式 77
4.2.2　向后歐拉公式 79
4.2.3　中心歐拉公式 79
4.2.4　梯形公式 80
4.2.5　VB程序源碼 80
4.3　龍格-庫塔法 82
4.3.1　計算公式 82
4.3.2　步長的選擇 84
4.4　常微分方程組的數(shù)值解法 85
4.4.1　一階常微分方程組的數(shù)值解法 85
4.4.2　高階常微分方程數(shù)值解法 87
4.5　程序示例及應用 88
習題 93
第5章　偏微分方程數(shù)值解 94
5.1　問題的提出 94
5.2　基本離散化公式 94
5.3　幾種常見偏微分方程的離散化計算 95
5.4　吸附床傳熱傳質(zhì)模型中的偏微分方程求解實例 105
5.4.1　基本設定及假設 105
5.4.2　流體傳熱模型的建立 106
5.4.3　吸附床內(nèi)吸附劑傳熱傳質(zhì)模型的建立 106
5.4.4　吸附器壁面溫度軸向分布方程 107
5.4.5　吸附器內(nèi)/外無量綱化方程 107
5.4.6　模型的離散化 108
5.4.7　模型的數(shù)值求解及計算機程序介紹 109
習題 110
中篇　化工常用軟件應用
第6章　Office軟件在化工中的應用 111
6.1　Word在化工論文及文獻書寫中的應用 111
6.1.1　應用背景及內(nèi)容 111
6.1.2　公式及分子式的輸入 112
6.1.3　三線表的制作 115
6.1.4　插圖的制作及圖文混排 116
6.1.5　其他使用技巧 117
6.2　Excel在化工數(shù)據(jù)處理中的應用 118
6.2.1　Excel功能簡介 118
6.2.2　Excel工作表的建立 118
6.2.3　Excel表格中數(shù)據(jù)的處理 119
6.2.4　Excel圖表的建立 121
6.3　PowerPoint 在化工中的應用 123
6.3.1　PowerPoint的基本功能 123
6.3.2　利用PowerPoint制作化工信息發(fā)布會幻燈片 124
6.3.3　利用PowerPoint制作化工網(wǎng)頁 128
習題 129
第7章　Origin在化工實驗數(shù)據(jù)處理中的應用 131
7.1　Origin簡介 131
7.2　Origin 的基本操作 131
7.2.1　Origin的安裝 131
7.2.2　數(shù)據(jù)輸入 131
7.2.3　圖形生成 133
7.2.4　坐標軸的標注 135
7.2.5　線條及實驗點圖標的修改 136
7.2.6　數(shù)據(jù)的擬合 136
7.2.7　其他功能 137
7.3　應用示例 137
習題 140
第8章　AutoCAD在化工設備制圖中的應用 142
8.1　AutoCAD概述 142
8.2　化工設備圖的主要內(nèi)容 142
8.3　AutoCAD 主要功能介紹 143
8.3.1　AutoCAD 2004的運行環(huán)境 143
8.3.2　AutoCAD 2004的安裝及工作界面 143
8.3.3　AutoCAD 2004主要功能介紹 144
8.3.4　文本和尺寸標注 155
8.4　化工容器繪制 160
8.4.1　繪制前的準備工作 160
8.4.2　設置圖層、比例及圖框 162
8.4.3　畫中心線 164
8.4.4　畫主體結(jié)構(gòu) 166
8.4.5　其他輔助繪制 171
習題 171
第9章　Aspen Plus在化工設計及模擬中的應用 174
9.1　概述 174
9.2　Aspen Plus基本操作 175
9.2.1　Aspen Plus的啟動 175
9.2.2　模擬流程的設置 176
9.2.3　物流數(shù)據(jù)及其他參數(shù)的輸入 176
9.2.4　結(jié)果的輸出 177
9.3　Aspen Plus 應用實例 178
9.3.1　甲醇-二甲醚-水三元混合物精餾塔模擬 178
9.3.2　苯與丙烯反應合成異丙苯的反應模擬 182
9.3.3　萃取蒸餾模擬 186
習題 188
下篇　化工應用軟件開發(fā)
第10章　換熱器計算機輔助設計 189
10.1　基本原理 189
10.2　VB程序說明 191
10.3　AutoCAD制圖說明 193
10.4　程序源代碼及說明 193
習題 207
第11章　AutoCAD二次開發(fā)軟件——法蘭的繪制 208
11.1　開發(fā)目的及意義 208
11.2　開發(fā)目標 209
11.3　開發(fā)工具 209
11.3.1　Visual LISP基礎(chǔ) 210
11.3.2　DCL基礎(chǔ) 212
11.4　窗體開發(fā) 215
11.5　主程序開發(fā) 219
11.6　加載菜單 221
習題 223
第12章　化學化工過程計算機測量與控制系統(tǒng)開發(fā) 224
12.1　計算機測量與控制基本原理 224
12.1.1　概述 224
12.1.2　測量基本原理 224
12.1.3　控制基本原理 225
12.1.4　兩種不同的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 225
12.2　串行通信測量系統(tǒng)軟件開發(fā) 226
12.2.1　軟件要求及功能 226
12.2.2　基本原理 226
12.2.3　系統(tǒng)軟硬件配置 226
12.2.4　軟件窗體設置 227
12.2.5　主要源代碼及說明 227
12.3　ISA總線卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件開發(fā) 229
12.3.1　軟件要求及功能 229
12.3.2　基本原理 230
12.3.3　系統(tǒng)軟硬件配置 230
12.3.4　軟件窗體設置 231
12.3.5　主要源代碼及說明 231
習題 240
第13章　化學化工通用試題庫及機考輔助教學系統(tǒng)軟件開發(fā) 241
13.1　概述 241
13.2　化工物性數(shù)據(jù)庫軟件開發(fā)方案的確定 242
13.2.1　軟件需求及服務對象分析 243
13.2.2　軟件所需資源分析 243
13.2.3　軟件開發(fā)平臺確定 243
13.2.4　軟件功能及邏輯結(jié)構(gòu)確定 243
13.3　化工物性數(shù)據(jù)庫軟件具體功能代碼編寫 244
13.3.1　數(shù)據(jù)庫的建立及連接 244
13.3.2　數(shù)據(jù)綁定及窗體開發(fā) 249
13.3.3　教師系統(tǒng)代碼開發(fā) 251
13.3.4　學生系統(tǒng)代碼開發(fā) 255
13.4　軟件的維護及進一步改進 262
習題 262
第14章　化工仿真軟件開發(fā) 263
14.1　概述 263
14.1.1　仿真(定義、數(shù)模) 263
14.1.2　化學化工仿真 263
14.1.3　仿真軟件開發(fā)策略 264
14.1.4　化工仿真軟件基本要求及功能 264
14.2　化工仿真軟件開發(fā)中的幾個主要問題 265
14.2.1　過程建模 265
14.2.2　界面圖形 266
14.2.3　控制算法 266
14.2.4　閥門調(diào)節(jié) 266
14.2.5　動畫效果 266
14.2.6　幫助系統(tǒng) 266
14.2.7　考題系統(tǒng) 267
14.3　強化傳熱過程實驗仿真軟件開發(fā) 267
14.3.1　軟件要求及功能 267
14.3.2　后臺數(shù)學處理模型 267
14.3.3　后臺邏輯關(guān)系設置 269
14.3.4　軟件開發(fā)環(huán)境設置 269
14.3.5　軟件窗體設置 269
14.3.6　主要控件開發(fā) 271
14.3.7　軟件導入及仿真實驗窗體源代碼及說明 273
14.3.8　進一步維護及擴展 284
習題 285
參考文獻 286