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杨友麒 、 项曙光 著 / 化学工业出版社 / 2006-05 / 平装
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上书时间2024-05-07
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化工过程模拟与优化
本书系《化学工业信息化丛书》的一分册。本书试图对化工过程的模拟与优化做一个深入浅出的介绍。
全书分为5个章次及附录。第1章主要介绍一些基本概念和研究范畴;第2章分三个方面介绍了常用的单元过程数学模型;第3章介绍流程模拟计算的基本理论和流程模拟主要算法(序贯模块法和联立方程法),同时也介绍了流程模拟软件系统的基本内容和应用方法;第4章首先介绍动态模拟与稳态模拟的不同之处,然后介绍动态过程数学模型的数值解算方法,在此基础上结合动态模拟软件HYSYS的应用,讨论典型单元过程的动态模拟和复杂全厂过程的动态模拟,最后一节是动态仿真培训系统;第5章介绍优化算法的基本概念、过程优化的确定性方法和随机性方法,以及多目标优化算法,作为化工过程优化方法的应用,最后介绍了化工过程的在线实时优化。
本书可供石化企业的信息化工作者、管理者以及企业领导者使用,也可兼作与信息化相关的管理及计算机专业的研究生、本科生的参考书,以及各类化工信息化认证考试的参考书。
第1章绪论1.1过程模拟的一般方法1.1.1物理模拟与数学模拟1.1.2数学模型化的步骤1.1.3化工系统模拟的层次1.1.4数学模型的类型1.2数学模拟的用途及限制1.2.1化工开发的数学模拟1.2.2化工设计中的数学模拟方法l.2.3改进化工厂生产操作的数学模拟方法1.2.4过程控制中的数学模型1.2.5规划和计划阶段中的数学模型l.2.6数学模拟方法的限制1.3过程模拟与优化参考文献、第2章单元过程的稳态模拟2.1基本概念2.1.1过程系统模拟2.1.2稳态过程模拟2.1.3过程模拟问题类型2.1.4过程模拟的基本环节2.1.5单元模型的变量选择和自由度分析2.1.6过程模拟应用中应注意的问题2.2通用单元操作过程模拟2.2.1相平衡及闪蒸器2.2.2物料的加合与分割2.2.3泵2.2.4压缩机与膨胀机2.2.5热交换器2.2.6多组分混合物分离塔2.2.7化学反应器模型2.3计算流体力学CFD模拟2.3.1计算流体力学的基本原理2.3.2CFD模拟软件的功能2.3.3CFD模拟软件的结构2.3.4CFD模拟的应用优越性及特点2.3.5CFD的应用步骤2.3.6CFD技术的成功应用案例2.4聚合过程的模拟2.4.1聚合过程模拟软件的功能模块2.4.2聚合过程模拟软件的应用2.4.3聚合过程模拟的应用案例2.5专用化学反应器的稳态模拟2.5.1乙烯裂解炉的模拟2.5.2催化裂化反应器——再生器系统的模拟2.6换热器及加热炉的模拟优化2.6.1概论2.6.2管壳式换热器的模拟优化2.6.3管壳式换热器的优化设计案例(HTFS软件计算结果)参考文献第3章稳态流程模拟3.1流程模拟的基本概念3.1.1过程与系统3.1.2流程模拟系统简介3.2过程系统模型3.2.1过程系统模型3.2.2流程模拟模型的构成3.2.3流程结构的表述3.2.4过程系统模型建立3.2.5流程系统模型示例3.3序贯模块法3.3.1序贯模块法的基本思想3.3.2过程系统分块方法3.3.3流程系统断裂方法3.3.4收敛模块3.3.5控制模块3.3.6序贯模块法的优缺点3.4联立方程法3.4.1联立方程法的基本思想3.4.2流程系统方程组的产生3.4.3联立方程法的求解策略3.4.4方程组分解3.4.5稀疏线性方程组求解3.4.6联立方程法的优缺点3.5流程模拟的其他方法3.5.1联立模块法3.5.2数据驱动法3.5.3人工智能参入法3.6流程模拟系统3.6.1定义、分类及结构3.6.2物性系统3.6.3国外流程模拟系统的简单比较3.7流程模拟应用案例3.7.1流程模拟的一般步骤3.7.2年产10万吨乙醇生产装置反应工序模拟3.8流程模拟发展趋势3.8.1扩大可模拟物系的范围3.8.2向动态模拟发展3.8.3稳态模拟与动态模拟的结合3.8.4开发新的模型3.8.5软件间的集成3.8.6软件的智能化3.8.7基于Web的远程应用参考文献第4章动态过程系统的模拟4.1由稳态模拟转向动态模拟4.1.1为什么需要动态模拟4.1.2动态模拟与稳态模拟的差别4.1.3控制器的设置4.1.4两种不同的动态模拟系统4.2动态过程系统的建模4.3动态过程数学模型的数值解算方法4.3.1从欧拉法看数值积分解法的特点4.3.2四阶龙格一库塔法4.3.3显式及隐式积分法4.3.4数值解算法的稳定性4.3.5常微分方程的刚性问题4.4单元过程的动态模拟4.4.1分离槽的动态模拟4.4.2精馏塔的动态模拟4.5复杂的全厂过程的动态模拟4.5.1乙苯制造工艺过程4.5.2稳态设计4.5.3控制结构4.5.4模拟结果4.6动态仿真培训系统4.6.1仿真培训系统的作用4.6.2动态数学模型是系统的核心4.6.3仿真培训系统的软件环境4.6.4仿真培训系统的硬件环境4.6.5今后的发展趋势参考文献第5章化工过程的优化5.1过程优化基础5.1.1过程优化的概念5.1.2过程优化的基本要素5.1.3过程优化问题的分类5.1.4过程优化问题的数学模型5.1.5过程优化的一般步骤5.1.6过程优化问题举例5.2最优化方法简介5.2.1确定性搜索方法5.2.2随机性搜索方法5.2.3确定性搜索方法与随机性搜索方法的简单比较5.3过程优化的确定性方法5.3.1无约束最优化方法5.3.2约束最优化方法5.3.3序贯二次规划法5.4过程优化的随机性方法5.4.1模式识别法5.4.2遗传算法5.4.3模拟退火算法5.4.4粒子群优化算法5.5多目标优化5.5.1多目标优化的基本概念5.5.2多目标优化的基本方法5.5.3多目标优化进展及应用5.6化工过程的在线实时优化5.6.1在线实时优化的基本概念5.6.2在线实时优化的应用场合与经济效益5.6.3炼油厂常减压装置的实时优化应用案例参考文献附录A单元过程模拟附录B流程模拟软件附录C计算流体力学软件cFD附录D动态模拟及仿真培训软件附录E实时优化软件
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开播时间:09月02日 10:30