計算機在化學工程中的應用

緒論/1
一、化工過程的特點1
二、計算機輔助計算的重要意義1
三、數(shù)值計算常用計算機軟件介紹2
四、正確選用軟件的意義8

第一部分數(shù)據(jù)處理與繪圖軟件
第一章Origin軟件/12
第一節(jié)Origin軟件介紹12
第二節(jié)Origin用于離心泵特性曲線繪制13
一、離心泵特性曲線繪制13
二、管路特性曲線17
三、離心泵工作點19
四、離心泵串并聯(lián)特性曲線19
本章小結(jié)22

第二章Excel軟件/23
第一節(jié)Excel軟件介紹23
一、利用Excel分析各數(shù)據(jù)間的變化關系23
二、利用Excel繪制二維圖和三維圖24
三、利用Excel進行優(yōu)化計算25
第二節(jié)Excel用于管路摩擦系數(shù)測定28
本章小結(jié)30

第二部分工程編程軟件
第三章GAMS軟件/32
第一節(jié)GAMS軟件介紹32
一、GAMS簡介32
二、GAMS程序結(jié)構(gòu)33
三、GAMS用戶界面34
第二節(jié)GAMS用于反應器網(wǎng)絡綜合35
一、反應器網(wǎng)絡綜合意義35
二、超結(jié)構(gòu)法反應器網(wǎng)絡綜合36
本章小結(jié)42

第四章MATLAB軟件介紹/43
第一節(jié)MATLAB實例導入43
一、實例介紹43
二、實現(xiàn)程序介紹44
第二節(jié)MATLAB的語言基礎44
一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)44
二、程序設計45
第三節(jié)MATLAB的圖形處理功能47
第四節(jié)MATLAB中的數(shù)值分析與計算功能47
一、變量48
二、方程48
三、自由度48
四、模型48
五、模型求解48
本章小結(jié)49

第五章MATLAB常用數(shù)值算法/50
第一節(jié)非線性方程求根50
一、對分法50
二、直接迭代法51
三、韋格斯坦法51
四、牛頓迭代法52
五、割線法53
六、拋物線法53
七、單變量非線性方程求解函數(shù)fzero54
八、多變量非線性方程組求解函數(shù)fsolve55
第二節(jié)常微分方程求解56
一、歐拉法56
二、龍格-庫塔法58
三、常微分方程求解函數(shù)ode4558
第三節(jié)數(shù)值積分59
一、矩形積分法和梯形積分法60
二、辛普森積分法61
第四節(jié)最優(yōu)化62
一、一維搜索法63
二、無約束多變量優(yōu)化方法65
三、其他優(yōu)化方法70
本章小結(jié)73

第六章MATLAB軟件應用/74
第一節(jié)MATLAB用于流體基礎計算74
一、流體的可壓縮性74
二、流體輸送管路直徑的選擇78
三、非穩(wěn)態(tài)流動81
第二節(jié)MATLAB用于管路計算83
一、簡單管路分析83
二、試差計算85
第三節(jié)MATLAB用于換熱器的操作計算92
第四節(jié)MATLAB用于換熱器的最優(yōu)設計96
第五節(jié)MATLAB用于單級平衡分離過程計算100
一、等溫閃蒸101
二、部分汽化和冷凝計算103
三、絕熱閃蒸計算104
第六節(jié)MATLAB用于精餾操作計算106
一、數(shù)學模型的建立107
二、三對角矩陣法108
第七節(jié)MATLAB用于精餾和吸收設計112
一、圖解法求解二元精餾塔理論板數(shù)112
二、圖解法求吸收塔傳質(zhì)單元數(shù)116
三、簡捷法求解二元精餾塔理論板數(shù)119
第八節(jié)MATLAB用于反應動力學數(shù)據(jù)估計和反應器模擬124
本章小結(jié)132

第三部分數(shù)值模擬軟件
第七章Fluent軟件/134
第一節(jié)Fluent軟件介紹134
第二節(jié)Fluent用于換熱器的流體力學計算137
一、流體流動邊界層的模擬137
二、單管程列管式換熱器的模擬143
本章小結(jié)147

第八章Aspen Plus軟件介紹/148
第一節(jié)Aspen Plus軟件概況148
第二節(jié)Aspen Plus基本操作149
一、基本流程模擬149
二、靈敏度分析150
三、設計規(guī)定150
四、物性分析151
五、物性估計151
六、物性數(shù)據(jù)回歸151
七、關于Fortran模塊151
第三節(jié)Aspen Plus應用實例152
一、二元連續(xù)精餾的計算152
二、乙醇-水-苯恒沸精餾計算157
本章小結(jié)161

第九章Aspen Plus軟件功能/162
第一節(jié)物性分析估計與數(shù)據(jù)回歸162
一、純組分的物性分析162
二、混合物相圖的繪制164
三、估計非數(shù)據(jù)庫組分的物性169
四、相平衡實驗數(shù)據(jù)的回歸175
第二節(jié)流程與模型分析工具186
一、靈敏度分析186
二、設計規(guī)定191
三、優(yōu)化195
第三節(jié)計算序列與收斂策略199
一、收斂模塊的撕裂收斂參數(shù)200
二、收斂方法及其適用范圍200
三、撕裂流股與工藝流程的計算序列201
四、規(guī)定撕裂流股并提供初值201
五、規(guī)定自定義收斂模塊203
六、收斂順序與流程計算序列204
七、收斂結(jié)果與控制面板信息204
八、流程收斂實例205
九、流程收斂的策略209
第四節(jié)工藝流程圖繪制209
一、啟動Aspen Plus并打開現(xiàn)有的模擬210
二、切換到PFD模式210
三、添加圖形211
四、顯示物流數(shù)據(jù)并添加物流表212
五、添加文本214
六、打印工藝流程圖214
本章小結(jié)215

參考文獻/216