计算机在化学工程中的应用/田文德

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



**部分数据处理与绘图软件

**章Origin软件/12

**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

**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

**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

**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

**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*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

**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*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

**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

**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

**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