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第一章 概论1

1-1 系统的概念与化工系统工程1

一、系统的概念1

二、系统的形态3

三、系统工程的方法论4

四、系统工程发展背景6

1-2 化工系统工程的任务及其主要内容8

一、过程系统分析8

二、过程系统综合9

三、过程最优控制12

1-3 化工系统工程学中常用的术语12

1-4 化工系统的数学模型14

一、数学模型14

二、建立数学模型的要求和规则14

三、数学模型的分类方法17

1-5 化工系统的数学模拟19

1-6 数学模拟的优越性22

1-7 过程系统分析与模拟基本任务22

第二章 化工过程稳态模拟剖析24

2-1 氨合成工艺流程物料平复模拟25

2-2 稳态流程模拟的一般实质33

2-3 稳态模拟的数学模型解算法36

第三章 过程分析与模拟中常用数学方法44

3-1 矩阵的基本知识44

一、矩阵44

二、矩阵的运算48

三、转置矩阵，矩阵行列式51

四、逆矩阵52

3-2 代数方程数值解法53

一、直接迭代法53

二、部分迭代法60

三、威斯坦法(Wegstein法)62

四、牛顿-拉大森(Newton-Raphson)法65

六、任意函数内插子程序73

3-3 微分方程的数值解法77

一、一阶常微分方程的一般形式77

二、常微分方程数值解法79

3-4 非线性代数方程组的解法93

一、非线性方程组的一般形式及讨论94

二、非线性方程组的几种常用的解法102

第四章 基础模型141

4-1 连续流动体系141

一、带有出口阀门连续流动体系模型141

二、带有进、出口阀门连续流动体系模型142

三、容器上方有气体被压缩情况145

4-2 质量传递和能量传递同时存在的连续流动体系154

一、有外蒸汽夹套搅拌釜154

二、容器内有沸腾时流动体系156

4-3 多组分汽-液平衡模拟系统163

一、物流数组和数据数组163

二、液相焓子程序和汽相焓子程序165

三、求温度子程序168

四、汽-液平衡169

五、求露点温度177

六、通用相变换178

七、闪蒸子程序180

八、蒸发操作子程序185

九、部分冷凝子程序187

第五章 稳态过程单元操作模型191

5-1 单元操作模型分类191

5-2 物理器械数学模拟193

一、流股混合器193

二、流股分割器SPL201

三、蒸馏塔203

四、分离器的物料平衡模型204

五、换热器的模拟207

六、废热锅炉的模拟223

5-3 化学反应器械数学模拟225

第六章 稳态流程模拟的序贯模块法应用实例240

6-1 CO加压变换装置流程简介240

6-2 CO加压变换装置流程模拟系统242

一、模拟系统全貌242

二、模拟系统的构成和主要模块介绍249

三、使用说明273

第七章 化工系统分析279

7-1 系统分析的图论基础279

一、信号流图的基本概念和性质280

二、广义信号流图292

7-2 信号流图在系统分析中应用295

7-3 化工大规模系统的分解311

一、系统结构的表示方法312

二、化工大系统的分解方法321

三、不相关于系统的识别338

四、子系统的切割(裂解)341

第八章 稳态流程模拟的联立模块法369

8-1 建立线性简单模型370

8-2 建立非线性简单模型382

8-3 计算流程水平方程组的Jacobian矩阵，求解流程水平方程组387

参考文献395

附录一 CO变换装置流程模拟系统396

附录二 CO变换装置流程模拟结果示例410