化工过程分析与综合(都健)

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作者:
2017-04
版次: 1
ISBN: 9787122290045
定价: 38.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 218页
字数: 3400千字
正文语种: 简体中文
分类: 工程技术
  • 《化工过程分析与综合》介绍了过程系统工程学的发展历史及研究进展,过程系统工程的基本概念和特点,重点介绍了过程系统的稳态模拟、换热器网络综合、分离序列综合、过程系统能量集成、过程系统质量集成的基本方法,兼顾传统内容与现代内容。通过实际工程案例的研究和应用,将知识点与兴趣点结合,培养学生分析和解决实际问题的能力。 

    《化工过程分析与综合》可作为化工类及相关专业高年级本科生及研究生教材,也可供相关研究人员参考。 都健,大连理工大学教授。 

     社会兼职: 

    中国系统工程学会过程系统工程专业委员会委员 

    中国化工学会信息技术应用专业委员会委员 

     负责的基金项目: 

    1、过程系统质量交换网络和热交换网络同步集成研究 国家自然科学基金 2010-2012 

    2、柔性换热器网络综合与先进控制集成理论和方法研究 国家自然科学基金 2016-2019 

    3、石化工业大规模换热器网络的柔性综合与用能优化关键技术研究 辽宁省自然科学基金 2014-2016 

     主讲课程: 

    化工过程分析与综合 本科生 

    化工原理 本科生 

    化工系统工程 硕士生 

    过程工程 博士生 

     负责的省级以上教学改革项目 

    1、化工过程分析与合成 辽宁省资源共享课建设项目 2015年 

    2、化工过程分析与合成 辽宁省精品课程 2008年 

    3、化工原理 辽宁省精品课程 2005年 

    4、化工原理网络课程 教育部 2005年 

    5、化工原理素材库建设 教育部 2006年 第1章绪论 / 1 

    1.1过程系统工程的进展1 

    1.2基本概念2 

    1.2.1过程系统2 

    1.2.2过程系统分析2 

    1.2.3过程系统综合2 

    1.2.4过程系统优化3 

    1.3本课程的特点3 

    参考文献4 

    第2章过程系统的稳态模拟 / 6 

    2.1过程系统的稳态模拟概述6 

    2.1.1过程系统的数学模型6 

    2.1.2过程系统模拟的基本任务7 

    2.1.3过程系统稳态模拟的基本方法9 

    2.1.4流程模拟软件简介9 

    2.2过程单元与过程系统的自由度分析11 

    2.2.1自由度概念11 

    2.2.2过程单元的自由度分析12 

    2.2.3过程系统的自由度分析16 

    2.3过程系统模拟的序贯模块法17 

    2.3.1序贯模块法的基本问题18 

    2.3.2不相关子系统的分隔19 

    2.3.3不可分隔子系统的断裂25 

    2.3.4断裂流股变量的收敛28 

    2.3.5应用实例31 

    2.4过程系统模拟的联立方程法40 

    2.4.1联立方程法的基本思想和特点40 

    2.4.2稀疏线性方程组的解法42 

    2.5过程系统模拟的联立模块法48 

    2.5.1联立模块法的基本思想和特点48 

    2.5.2简化模型建立中问题的描述方式49 

    2.5.3单元简化模型的形式50 

    本章符号说明52 

    参考文献53 

    习题54 

    第3章换热器网络综合 / 56 

    3.1换热器网络的综合问题56 

    3.2过程系统的夹点及其意义58 

    3.2.1温-焓图(T-H图)59 

    3.2.2组合曲线60 

    3.2.3在温-焓图上描述夹点62 

    3.2.4问题表格法确定夹点65 

    3.2.5夹点的意义70 

    3.3过程系统夹点位置的确定72 

    3.3.1操作型夹点计算73 

    3.3.2设计型夹点计算73 

    3.4过程系统的总组合曲线75 

    3.4.1总组合曲线绘制方法分类75 

    3.4.2问题表格法绘制总组合曲线75 

    3.4.3图解法绘制总组合曲线77 

    3.4.4总组合曲线的意义79 

    3.5根据温-焓图综合换热器网络80 

    3.5.1热力学最小传热面积网络的分析80 

    3.5.2热力学最小传热面积网络的综合81 

    3.5.3热力学最小传热面积网络的改进83 

    3.6夹点设计法综合换热器网络84 

    3.6.1夹点处物流匹配换热的可行性规则85 

    3.6.2物流匹配的经验规则89 

    3.7换热器网络的调优95 

    3.7.1最少换热设备个数与热负荷回路95 

    3.7.2热负荷回路的断开96 

    3.7.3热负荷路径及能量松弛100 

    3.8分步综合换热器网络的数学规划法——转运模型法112 

    3.8.1转运模型113 

    3.8.2最小公用工程费用问题115 

    3.8.3最少换热设备个数问题118 

    3.8.4利用转运模型综合的步骤120 

    3.9同步综合换热器网络的数学规划法——超结构法120 

    3.9.1基于分级超结构的混合整数非线性规划模型121 

    3.9.2基于分级超结构的混合整数非线性规划模型的求解123 

    本章符号说明126 

    参考文献128 

    习题132 

    第4章分离序列综合 / 134 

    4.1分离序列综合概述134 

    4.2分离序列综合的基本概念135 

    4.2.1分离序列综合问题的定义135 

    4.2.2分离序列综合组合问题135 

    4.2.3分离序列方案评价138 

    4.2.4分离过程的能耗139 

    4.3有序直观推断法141 

    4.4渐进调优法145 

    4.4.1建立初始分离序列145 

    4.4.2确定调优法则145 

    4.4.3制定调优策略146 

    4.5数学规划法149 

    4.5.1动态规划法150 

    4.5.2有序分支搜索法155 

    4.5.3超结构法157 

    本章符号说明164 

    参考文献164 

    习题166 

    第5章过程系统能量集成 / 167 

    5.1过程系统能量集成概述167 

    5.2蒸馏过程与过程系统的能量集成168 

    5.2.1蒸馏塔在系统中的合理设置168 

    5.2.2蒸馏过程与过程系统的能量集成169 

    5.3公用工程与过程系统的能量集成176 

    5.3.1热机与热泵在系统中的合理设置177 

    5.3.2热机在热集成过程中热负荷及温位的限制177 

    5.4全局能量集成178 

    5.4.1全局组合曲线和全局夹点179 

    5.4.2全局能量集成的加/减原则180 

    5.5夹点分析在过程系统能量集成中的应用182 

    5.5.1过程用能的一致性原则182 

    5.5.2过程流股的提取及参数的确定184 

    5.5.3过程系统用能诊断186 

    5.5.4过程系统用能调优189 

    5.5.5工业应用实例190 

    本章符号说明196 

    参考文献196 

    习题196 

    第6章过程系统质量集成 / 198 

    6.1过程系统质量集成概述198 

    6.2质量交换网络综合198 

    6.2.1基本概念198 

    6.2.2质量交换网络与热交换网络的类比200 

    6.2.3质量交换网络综合方法200 

    6.3质量夹点法201 

    6.3.1最小浓度差与浓度转换201 

    6.3.2组合曲线法确定夹点202 

    6.3.3浓度间隔图表法确定夹点206 

    6.3.4质量交换网络综合准则208 

    6.3.5质量集成209 

    6.4水分配网络综合210 

    6.4.1基本概念210 

    6.4.2水分配网络综合方法210 

    本章符号说明215 

    参考文献215 

    习题217
  • 内容简介:
    《化工过程分析与综合》介绍了过程系统工程学的发展历史及研究进展,过程系统工程的基本概念和特点,重点介绍了过程系统的稳态模拟、换热器网络综合、分离序列综合、过程系统能量集成、过程系统质量集成的基本方法,兼顾传统内容与现代内容。通过实际工程案例的研究和应用,将知识点与兴趣点结合,培养学生分析和解决实际问题的能力。 

    《化工过程分析与综合》可作为化工类及相关专业高年级本科生及研究生教材,也可供相关研究人员参考。
  • 作者简介:
    都健,大连理工大学教授。 

     社会兼职: 

    中国系统工程学会过程系统工程专业委员会委员 

    中国化工学会信息技术应用专业委员会委员 

     负责的基金项目: 

    1、过程系统质量交换网络和热交换网络同步集成研究 国家自然科学基金 2010-2012 

    2、柔性换热器网络综合与先进控制集成理论和方法研究 国家自然科学基金 2016-2019 

    3、石化工业大规模换热器网络的柔性综合与用能优化关键技术研究 辽宁省自然科学基金 2014-2016 

     主讲课程: 

    化工过程分析与综合 本科生 

    化工原理 本科生 

    化工系统工程 硕士生 

    过程工程 博士生 

     负责的省级以上教学改革项目 

    1、化工过程分析与合成 辽宁省资源共享课建设项目 2015年 

    2、化工过程分析与合成 辽宁省精品课程 2008年 

    3、化工原理 辽宁省精品课程 2005年 

    4、化工原理网络课程 教育部 2005年 

    5、化工原理素材库建设 教育部 2006年
  • 目录:
    第1章绪论 / 1 

    1.1过程系统工程的进展1 

    1.2基本概念2 

    1.2.1过程系统2 

    1.2.2过程系统分析2 

    1.2.3过程系统综合2 

    1.2.4过程系统优化3 

    1.3本课程的特点3 

    参考文献4 

    第2章过程系统的稳态模拟 / 6 

    2.1过程系统的稳态模拟概述6 

    2.1.1过程系统的数学模型6 

    2.1.2过程系统模拟的基本任务7 

    2.1.3过程系统稳态模拟的基本方法9 

    2.1.4流程模拟软件简介9 

    2.2过程单元与过程系统的自由度分析11 

    2.2.1自由度概念11 

    2.2.2过程单元的自由度分析12 

    2.2.3过程系统的自由度分析16 

    2.3过程系统模拟的序贯模块法17 

    2.3.1序贯模块法的基本问题18 

    2.3.2不相关子系统的分隔19 

    2.3.3不可分隔子系统的断裂25 

    2.3.4断裂流股变量的收敛28 

    2.3.5应用实例31 

    2.4过程系统模拟的联立方程法40 

    2.4.1联立方程法的基本思想和特点40 

    2.4.2稀疏线性方程组的解法42 

    2.5过程系统模拟的联立模块法48 

    2.5.1联立模块法的基本思想和特点48 

    2.5.2简化模型建立中问题的描述方式49 

    2.5.3单元简化模型的形式50 

    本章符号说明52 

    参考文献53 

    习题54 

    第3章换热器网络综合 / 56 

    3.1换热器网络的综合问题56 

    3.2过程系统的夹点及其意义58 

    3.2.1温-焓图(T-H图)59 

    3.2.2组合曲线60 

    3.2.3在温-焓图上描述夹点62 

    3.2.4问题表格法确定夹点65 

    3.2.5夹点的意义70 

    3.3过程系统夹点位置的确定72 

    3.3.1操作型夹点计算73 

    3.3.2设计型夹点计算73 

    3.4过程系统的总组合曲线75 

    3.4.1总组合曲线绘制方法分类75 

    3.4.2问题表格法绘制总组合曲线75 

    3.4.3图解法绘制总组合曲线77 

    3.4.4总组合曲线的意义79 

    3.5根据温-焓图综合换热器网络80 

    3.5.1热力学最小传热面积网络的分析80 

    3.5.2热力学最小传热面积网络的综合81 

    3.5.3热力学最小传热面积网络的改进83 

    3.6夹点设计法综合换热器网络84 

    3.6.1夹点处物流匹配换热的可行性规则85 

    3.6.2物流匹配的经验规则89 

    3.7换热器网络的调优95 

    3.7.1最少换热设备个数与热负荷回路95 

    3.7.2热负荷回路的断开96 

    3.7.3热负荷路径及能量松弛100 

    3.8分步综合换热器网络的数学规划法——转运模型法112 

    3.8.1转运模型113 

    3.8.2最小公用工程费用问题115 

    3.8.3最少换热设备个数问题118 

    3.8.4利用转运模型综合的步骤120 

    3.9同步综合换热器网络的数学规划法——超结构法120 

    3.9.1基于分级超结构的混合整数非线性规划模型121 

    3.9.2基于分级超结构的混合整数非线性规划模型的求解123 

    本章符号说明126 

    参考文献128 

    习题132 

    第4章分离序列综合 / 134 

    4.1分离序列综合概述134 

    4.2分离序列综合的基本概念135 

    4.2.1分离序列综合问题的定义135 

    4.2.2分离序列综合组合问题135 

    4.2.3分离序列方案评价138 

    4.2.4分离过程的能耗139 

    4.3有序直观推断法141 

    4.4渐进调优法145 

    4.4.1建立初始分离序列145 

    4.4.2确定调优法则145 

    4.4.3制定调优策略146 

    4.5数学规划法149 

    4.5.1动态规划法150 

    4.5.2有序分支搜索法155 

    4.5.3超结构法157 

    本章符号说明164 

    参考文献164 

    习题166 

    第5章过程系统能量集成 / 167 

    5.1过程系统能量集成概述167 

    5.2蒸馏过程与过程系统的能量集成168 

    5.2.1蒸馏塔在系统中的合理设置168 

    5.2.2蒸馏过程与过程系统的能量集成169 

    5.3公用工程与过程系统的能量集成176 

    5.3.1热机与热泵在系统中的合理设置177 

    5.3.2热机在热集成过程中热负荷及温位的限制177 

    5.4全局能量集成178 

    5.4.1全局组合曲线和全局夹点179 

    5.4.2全局能量集成的加/减原则180 

    5.5夹点分析在过程系统能量集成中的应用182 

    5.5.1过程用能的一致性原则182 

    5.5.2过程流股的提取及参数的确定184 

    5.5.3过程系统用能诊断186 

    5.5.4过程系统用能调优189 

    5.5.5工业应用实例190 

    本章符号说明196 

    参考文献196 

    习题196 

    第6章过程系统质量集成 / 198 

    6.1过程系统质量集成概述198 

    6.2质量交换网络综合198 

    6.2.1基本概念198 

    6.2.2质量交换网络与热交换网络的类比200 

    6.2.3质量交换网络综合方法200 

    6.3质量夹点法201 

    6.3.1最小浓度差与浓度转换201 

    6.3.2组合曲线法确定夹点202 

    6.3.3浓度间隔图表法确定夹点206 

    6.3.4质量交换网络综合准则208 

    6.3.5质量集成209 

    6.4水分配网络综合210 

    6.4.1基本概念210 

    6.4.2水分配网络综合方法210 

    本章符号说明215 

    参考文献215 

    习题217
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