计算机在化学工程中的应用

绪论/1
一、化工过程的特点1
二、计算机辅助计算的重要意义1
三、数值计算常用计算机软件介绍2
四、正确选用软件的意义8

第一部分数据处理与绘图软件
第一章Origin软件/12
第一节Origin软件介绍12
第二节Origin用于离心泵特性曲线绘制13
一、离心泵特性曲线绘制13
二、管路特性曲线17
三、离心泵工作点19
四、离心泵串并联特性曲线19
本章小结22

第二章Excel软件/23
第一节Excel软件介绍23
一、利用Excel分析各数据间的变化关系23
二、利用Excel绘制二维图和三维图24
三、利用Excel进行优化计算25
第二节Excel用于管路摩擦系数测定28
本章小结30

第二部分工程编程软件
第三章GAMS软件/32
第一节GAMS软件介绍32
一、GAMS简介32
二、GAMS程序结构33
三、GAMS用户界面34
第二节GAMS用于反应器网络综合35
一、反应器网络综合意义35
二、超结构法反应器网络综合36
本章小结42

第四章MATLAB软件介绍/43
第一节MATLAB实例导入43
一、实例介绍43
二、实现程序介绍44
第二节MATLAB的语言基础44
一、数据结构44
二、程序设计45
第三节MATLAB的图形处理功能47
第四节MATLAB中的数值分析与计算功能47
一、变量48
二、方程48
三、自由度48
四、模型48
五、模型求解48
本章小结49

第五章MATLAB常用数值算法/50
第一节非线性方程求根50
一、对分法50
二、直接迭代法51
三、韦格斯坦法51
四、牛顿迭代法52
五、割线法53
六、抛物线法53
七、单变量非线性方程求解函数fzero54
八、多变量非线性方程组求解函数fsolve55
第二节常微分方程求解56
一、欧拉法56
二、龙格-库塔法58
三、常微分方程求解函数ode4558
第三节数值积分59
一、矩形积分法和梯形积分法60
二、辛普森积分法61
第四节最优化62
一、一维搜索法63
二、无约束多变量优化方法65
三、其他优化方法70
本章小结73

第六章MATLAB软件应用/74
第一节MATLAB用于流体基础计算74
一、流体的可压缩性74
二、流体输送管路直径的选择78
三、非稳态流动81
第二节MATLAB用于管路计算83
一、简单管路分析83
二、试差计算85
第三节MATLAB用于换热器的操作计算92
第四节MATLAB用于换热器的最优设计96
第五节MATLAB用于单级平衡分离过程计算100
一、等温闪蒸101
二、部分汽化和冷凝计算103
三、绝热闪蒸计算104
第六节MATLAB用于精馏操作计算106
一、数学模型的建立107
二、三对角矩阵法108
第七节MATLAB用于精馏和吸收设计112
一、图解法求解二元精馏塔理论板数112
二、图解法求吸收塔传质单元数116
三、简捷法求解二元精馏塔理论板数119
第八节MATLAB用于反应动力学数据估计和反应器模拟124
本章小结132

第三部分数值模拟软件
第七章Fluent软件/134
第一节Fluent软件介绍134
第二节Fluent用于换热器的流体力学计算137
一、流体流动边界层的模拟137
二、单管程列管式换热器的模拟143
本章小结147

第八章Aspen Plus软件介绍/148
第一节Aspen Plus软件概况148
第二节Aspen Plus基本操作149
一、基本流程模拟149
二、灵敏度分析150
三、设计规定150
四、物性分析151
五、物性估计151
六、物性数据回归151
七、关于Fortran模块151
第三节Aspen Plus应用实例152
一、二元连续精馏的计算152
二、乙醇-水-苯恒沸精馏计算157
本章小结161

第九章Aspen Plus软件功能/162
第一节物性分析估计与数据回归162
一、纯组分的物性分析162
二、混合物相图的绘制164
三、估计非数据库组分的物性169
四、相平衡实验数据的回归175
第二节流程与模型分析工具186
一、灵敏度分析186
二、设计规定191
三、优化195
第三节计算序列与收敛策略199
一、收敛模块的撕裂收敛参数200
二、收敛方法及其适用范围200
三、撕裂流股与工艺流程的计算序列201
四、规定撕裂流股并提供初值201
五、规定自定义收敛模块203
六、收敛顺序与流程计算序列204
七、收敛结果与控制面板信息204
八、流程收敛实例205
九、流程收敛的策略209
第四节工艺流程图绘制209
一、启动Aspen Plus并打开现有的模拟210
二、切换到PFD模式210
三、添加图形211
四、显示物流数据并添加物流表212
五、添加文本214
六、打印工艺流程图214
本章小结215

参考文献/216