计算机在化学化工中的应用

上篇　化工数据处理及过程模拟
第1章　实验数据及模型参数拟合方法 1
1.1　问题的提出 1
1.2　拟合标准 2
1.3　单变量拟合和多变量拟合 3
1.3.1　单变量拟合 3
1.3.2　多变量的曲线拟合 8
1.4　解矛盾方程组 12
1.5　梯度法拟合参数 22
1.6　吸附等温曲线回归 26
1.6.1　吸附等温曲线的常见类型 26
1.6.2　几种常用的吸附等温曲线回归方法 27
1.6.3　回归方法的比较 28
习题 29
第2章　非线性方程求解 31
2.1　问题的提出 31
2.2　实根的对分法 32
2.2.1　使用对分法的条件 32
2.2.2　对分法求根算法 32
2.2.3　对分法VB程序清单 32
2.3　直接迭代法 35
2.4　松弛迭代法 36
2.5　牛顿迭代法 39
2.5.1　牛顿迭代法的理论推导 39
2.5.2　牛顿迭代法的几何意义 39
2.6　割线法 41
2.7　非线性方程组的牛顿迭代法 42
2.8　应用实例 43
习题 45
第3章　线性方程组的迭代求解 46
3.1　问题的提出 46
3.2　简单迭代 47
3.2.1　简单迭代公式 47
3.2.2　简单迭代计算机算法 48
3.2.3　程序清单及实例 49
3.3　紧凑迭代 51
3.3.1　紧凑迭代公式 51
3.3.2　紧凑迭代计算机算法 52
3.3.3　紧凑迭代VB程序 54
3.4　松弛迭代 55
3.4.1　松弛迭代公式 55
3.4.2　松弛迭代计算机算法 56
3.4.3　松弛迭代VB程序 56
3.4.4　三种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　高斯消去法程序及实例 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　三角分解法计算公式 65
3.6.2　三角分解法VB程序 68
3.7　带状方程组的三角分解法 70
3.7.1　基本原理 70
3.7.2　等带宽方程组的求解 70
3.7.3　带宽为1的三对角方程组求解 71
3.7.4　追赶法VB程序 73
习题 74
第4章　常微分方程数值解 76
4.1　微分方程在化工中的应用 76
4.2　欧拉公式 77
4.2.1　向前欧拉公式 77
4.2.2　向后欧拉公式 79
4.2.3　中心欧拉公式 79
4.2.4　梯形公式 80
4.2.5　VB程序源码 80
4.3　龙格-库塔法 82
4.3.1　计算公式 82
4.3.2　步长的选择 84
4.4　常微分方程组的数值解法 85
4.4.1　一阶常微分方程组的数值解法 85
4.4.2　高阶常微分方程数值解法 87
4.5　程序示例及应用 88
习题 93
第5章　偏微分方程数值解 94
5.1　问题的提出 94
5.2　基本离散化公式 94
5.3　几种常见偏微分方程的离散化计算 95
5.4　吸附床传热传质模型中的偏微分方程求解实例 105
5.4.1　基本设定及假设 105
5.4.2　流体传热模型的建立 106
5.4.3　吸附床内吸附剂传热传质模型的建立 106
5.4.4　吸附器壁面温度轴向分布方程 107
5.4.5　吸附器内/外无量纲化方程 107
5.4.6　模型的离散化 108
5.4.7　模型的数值求解及计算机程序介绍 109
习题 110
中篇　化工常用软件应用
第6章　Office软件在化工中的应用 111
6.1　Word在化工论文及文献书写中的应用 111
6.1.1　应用背景及内容 111
6.1.2　公式及分子式的输入 112
6.1.3　三线表的制作 115
6.1.4　插图的制作及图文混排 116
6.1.5　其他使用技巧 117
6.2　Excel在化工数据处理中的应用 118
6.2.1　Excel功能简介 118
6.2.2　Excel工作表的建立 118
6.2.3　Excel表格中数据的处理 119
6.2.4　Excel图表的建立 121
6.3　PowerPoint 在化工中的应用 123
6.3.1　PowerPoint的基本功能 123
6.3.2　利用PowerPoint制作化工信息发布会幻灯片 124
6.3.3　利用PowerPoint制作化工网页 128
习题 129
第7章　Origin在化工实验数据处理中的应用 131
7.1　Origin简介 131
7.2　Origin 的基本操作 131
7.2.1　Origin的安装 131
7.2.2　数据输入 131
7.2.3　图形生成 133
7.2.4　坐标轴的标注 135
7.2.5　线条及实验点图标的修改 136
7.2.6　数据的拟合 136
7.2.7　其他功能 137
7.3　应用示例 137
习题 140
第8章　AutoCAD在化工设备制图中的应用 142
8.1　AutoCAD概述 142
8.2　化工设备图的主要内容 142
8.3　AutoCAD 主要功能介绍 143
8.3.1　AutoCAD 2004的运行环境 143
8.3.2　AutoCAD 2004的安装及工作界面 143
8.3.3　AutoCAD 2004主要功能介绍 144
8.3.4　文本和尺寸标注 155
8.4　化工容器绘制 160
8.4.1　绘制前的准备工作 160
8.4.2　设置图层、比例及图框 162
8.4.3　画中心线 164
8.4.4　画主体结构 166
8.4.5　其他辅助绘制 171
习题 171
第9章　Aspen Plus在化工设计及模拟中的应用 174
9.1　概述 174
9.2　Aspen Plus基本操作 175
9.2.1　Aspen Plus的启动 175
9.2.2　模拟流程的设置 176
9.2.3　物流数据及其他参数的输入 176
9.2.4　结果的输出 177
9.3　Aspen Plus 应用实例 178
9.3.1　甲醇-二甲醚-水三元混合物精馏塔模拟 178
9.3.2　苯与丙烯反应合成异丙苯的反应模拟 182
9.3.3　萃取蒸馏模拟 186
习题 188
下篇　化工应用软件开发
第10章　换热器计算机辅助设计 189
10.1　基本原理 189
10.2　VB程序说明 191
10.3　AutoCAD制图说明 193
10.4　程序源代码及说明 193
习题 207
第11章　AutoCAD二次开发软件——法兰的绘制 208
11.1　开发目的及意义 208
11.2　开发目标 209
11.3　开发工具 209
11.3.1　Visual LISP基础 210
11.3.2　DCL基础 212
11.4　窗体开发 215
11.5　主程序开发 219
11.6　加载菜单 221
习题 223
第12章　化学化工过程计算机测量与控制系统开发 224
12.1　计算机测量与控制基本原理 224
12.1.1　概述 224
12.1.2　测量基本原理 224
12.1.3　控制基本原理 225
12.1.4　两种不同的数据处理系统 225
12.2　串行通信测量系统软件开发 226
12.2.1　软件要求及功能 226
12.2.2　基本原理 226
12.2.3　系统软硬件配置 226
12.2.4　软件窗体设置 227
12.2.5　主要源代码及说明 227
12.3　ISA总线卡数据采集系统软件开发 229
12.3.1　软件要求及功能 229
12.3.2　基本原理 230
12.3.3　系统软硬件配置 230
12.3.4　软件窗体设置 231
12.3.5　主要源代码及说明 231
习题 240
第13章　化学化工通用试题库及机考辅助教学系统软件开发 241
13.1　概述 241
13.2　化工物性数据库软件开发方案的确定 242
13.2.1　软件需求及服务对象分析 243
13.2.2　软件所需资源分析 243
13.2.3　软件开发平台确定 243
13.2.4　软件功能及逻辑结构确定 243
13.3　化工物性数据库软件具体功能代码编写 244
13.3.1　数据库的建立及连接 244
13.3.2　数据绑定及窗体开发 249
13.3.3　教师系统代码开发 251
13.3.4　学生系统代码开发 255
13.4　软件的维护及进一步改进 262
习题 262
第14章　化工仿真软件开发 263
14.1　概述 263
14.1.1　仿真(定义、数模) 263
14.1.2　化学化工仿真 263
14.1.3　仿真软件开发策略 264
14.1.4　化工仿真软件基本要求及功能 264
14.2　化工仿真软件开发中的几个主要问题 265
14.2.1　过程建模 265
14.2.2　界面图形 266
14.2.3　控制算法 266
14.2.4　阀门调节 266
14.2.5　动画效果 266
14.2.6　帮助系统 266
14.2.7　考题系统 267
14.3　强化传热过程实验仿真软件开发 267
14.3.1　软件要求及功能 267
14.3.2　后台数学处理模型 267
14.3.3　后台逻辑关系设置 269
14.3.4　软件开发环境设置 269
14.3.5　软件窗体设置 269
14.3.6　主要控件开发 271
14.3.7　软件导入及仿真实验窗体源代码及说明 273
14.3.8　进一步维护及扩展 284
习题 285
参考文献 286