現(xiàn)代化工數(shù)值計(jì)算

第1章緒論 1
1.1化工計(jì)算的發(fā)展歷程 1
1.2計(jì)算機(jī)在化工計(jì)算中的重要性 1
1.3求解模型分類 2
1.4數(shù)值計(jì)算方法 4
1.5誤差 5
1.5.1 誤差的來源與分類 5
1.5.2 絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差 5
1.6常用計(jì)算軟件 7
1.6.1 MATLAB  7
1.6.2 Mathematica  7
1.6.3 Mathcad  7
參考文獻(xiàn) 8
第2章化工計(jì)算常用軟件簡(jiǎn)介 9
2.1MATLAB 軟件 9
2.1.1 軟件界面 9
2.1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 11
2.1.3 函數(shù) 15
2.1.4 可視化 17
2.1.5 代數(shù)方程求解 21
2.1.6 微分方程求解 23
2.1.7 數(shù)據(jù)擬合和回歸 25
2.1.8 數(shù)據(jù)插值 27
2.1.9 程序設(shè)計(jì) 28
2.2Mathematica 軟件 32
2.2.1 軟件界面 32
2.2.2 函數(shù) 32
2.2.3 數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu) 35
2.2.4 可視化 38
2.2.5 代數(shù)方程求解 43
2.2.6 微分方程求解 45
2.2.7 數(shù)據(jù)擬合和回歸 48
2.2.8 數(shù)據(jù)插值 52
2.2.9 程序設(shè)計(jì) 53
2.3Mathcad 軟件 56
2.3.1 軟件界面 56
2.3.2 數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu) 56
2.3.3 函數(shù) 57
2.3.4 可視化 58
2.3.5 代數(shù)方程求解 62
2.3.6 微分方程求解 63
2.3.7 數(shù)據(jù)擬合和回歸 65
2.3.8 數(shù)據(jù)插值 66
參考文獻(xiàn) 68
第3章數(shù)據(jù)回歸與關(guān)聯(lián) 69
3.1多元線性回歸方法估計(jì)Antoine 方程的參數(shù) 69
3.2非線性回歸方法估計(jì)Antoine 方程的參數(shù) 71
3.3多項(xiàng)式擬合方法關(guān)聯(lián)氣體的比熱容公式 72
3.4多項(xiàng)式擬合方法關(guān)聯(lián)丁烷的熱導(dǎo)率公式 74
3.5多項(xiàng)式擬合方法關(guān)聯(lián)丁烷的黏度公式 76
3.6多項(xiàng)式擬合方法關(guān)聯(lián)丁烷的汽化熱公式 78
3.7因次分析法確定液體在圓管中的熱傳遞公式 81
3.8用Margules 方程關(guān)聯(lián)二元活度系數(shù) 83
3.9反應(yīng)速率數(shù)據(jù)的回歸——檢驗(yàn)變量之間的相關(guān)性 86
3.10NO 催化還原反應(yīng)速率模型的建立 88
參考文獻(xiàn) 89
第4章化工熱力學(xué) 90
4.1用van der Waals 方程計(jì)算摩爾體積和壓縮因子 90
4.2van der Waals 方程所得壓縮因子圖 92
4.3用不同狀態(tài)方程所得壓縮因子圖 94
4.4真實(shí)氣體絕熱充氣過程的計(jì)算 96
4.5真實(shí)氣體的絕熱壓縮過程的計(jì)算 99
4.6用狀態(tài)方程計(jì)算偏離函數(shù) 101
4.7由狀態(tài)方程計(jì)算蒸汽的熱力學(xué)性質(zhì) 103
4.8由不同狀態(tài)方程計(jì)算純流體的逸度系數(shù) 106
4.9溶液中某組分偏摩爾焓的計(jì)算 108
4.10由汽液平衡數(shù)據(jù)識(shí)別溶液的活度系數(shù)模型 109
4.11多元理想體系汽液平衡組成計(jì)算 111
4.12二元體系的相圖 112
4.13多元理想體系的閃蒸計(jì)算 113
4.14實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn) 114
4.15由恒溫下的總壓數(shù)據(jù)計(jì)算汽液平衡Ⅰ  118
4.16由恒溫下的總壓數(shù)據(jù)計(jì)算汽液平衡Ⅱ  120
4.17由共沸點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算Wilson 方程參數(shù) 121
4.18由van Laar 方程計(jì)算非理想體系的汽液平衡 123
4.19非穩(wěn)態(tài)混合過程的計(jì)算 125
參考文獻(xiàn) 126
第5章流體力學(xué) 127
5.1圓管中軸向穩(wěn)態(tài)層流速度分布求解 129
5.2套管環(huán)隙間軸向穩(wěn)態(tài)層流速度分布 131
5.3兩平壁間穩(wěn)態(tài)層流速度分布求解 134
5.4非穩(wěn)態(tài)層流速度分布的求解——斯托克斯第一問題 138
5.5非穩(wěn)態(tài)層流速度分布的求解——斯托克斯第二問題 142
5.6非穩(wěn)態(tài)層流速度分布的求解——斯托克斯第三問題 145
5.7邊界層內(nèi)動(dòng)量傳遞過程的速度及厚度分布 148
5.8圓柱形容器湍流排出管路最優(yōu)長(zhǎng)度的確定 150
5.9黏性流體沿垂直圓柱體壁面穩(wěn)態(tài)層流 153
5.10流體與固體粒子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（沉降的爬流計(jì)算）  155
參考文獻(xiàn) 157
第6章傳質(zhì) 158
6.1斯蒂芬管中的雙組分一維傳質(zhì) 158
6.2球形固體物的升華 162
6.3藥片包裹層溶解的藥物釋放過程 165
6.4等溫條件下催化劑粒子中的擴(kuò)散及其反應(yīng) 167
6.5催化床層中同時(shí)發(fā)生擴(kuò)散和可逆反應(yīng) 169
6.6平板中的非穩(wěn)態(tài)傳質(zhì) 172
參考文獻(xiàn) 175
第7章傳熱 176
7.1多層平壁一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) 176
7.2通電和絕熱條件下金屬線中的熱傳導(dǎo) 179
7.3管側(cè)存在對(duì)流傳熱的單管換熱器 182
7.4套管換熱器 185
7.5無保溫層容器的對(duì)流熱損失 187
7.6向薄板的非穩(wěn)態(tài)輻射傳熱 189
7.7半無限厚介質(zhì)的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 191
7.8在有限水浴內(nèi)固體球的冷卻問題 193
7.9二維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 198
參考文獻(xiàn) 200
第8章化學(xué)反應(yīng)工程 201
8.1間歇式反應(yīng)器——速率數(shù)據(jù)的積分分析 201
8.2間歇式反應(yīng)器——微分分析法獲取動(dòng)力學(xué)方程 202
8.3間歇式反應(yīng)器——初始速率法獲取動(dòng)力學(xué)關(guān)系 203
8.4間歇式反應(yīng)器——半衰期法獲取動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù) 204
8.5理想的間歇式反應(yīng)器——等溫條件下的體積計(jì)算 205
8.6理想的間歇式反應(yīng)器——最小反應(yīng)器體積計(jì)算 206
8.7間歇式反應(yīng)器——換熱問題 207
8.8全混流反應(yīng)器（CSTR）——速率數(shù)據(jù)的分析 209
8.9全混流反應(yīng)器——動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的獲取及應(yīng)用 209
8.10連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器——多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)操作           210
8.11全混流反應(yīng)器——絕熱操作 213
8.12活塞流反應(yīng)器——恒容反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響 213
8.13活塞流反應(yīng)器——反應(yīng)物體積流率沿反應(yīng)器軸向逐漸變化的問題 215
8.14管式反應(yīng)器——絕熱操作 217
8.15軸向流動(dòng)的固定床反應(yīng)器——絕熱操作 218
8.16固定床反應(yīng)器——考慮床層壓降的氣相反應(yīng) 219
8.17氣固相催化固定床反應(yīng)器——床層壓降對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響 221
8.18換熱式固定床反應(yīng)器——氣相可逆放熱反應(yīng) 222
8.19固定床反應(yīng)器——利用多級(jí)全混流串聯(lián)模型模擬反應(yīng)器中催化劑的失活行為 224
8.20列管式固定床反應(yīng)器——換熱問題 227
8.21固定床反應(yīng)器——換熱操作 229
參考文獻(xiàn) 231
第9章分離工程 232
9.1二元體系汽液平衡常數(shù)的計(jì)算 232
9.2三元混合物露點(diǎn)壓力的計(jì)算 234
9.3精餾塔塔釜溫度的計(jì)算 235
9.4二元精餾塔理論板數(shù)計(jì)算 237
9.5操作變量對(duì)多元精餾的影響 238
9.6精餾塔分離輕烴混合物 240
9.7流率加和法模擬吸收塔 241
9.8等溫流率加和法計(jì)算萃取過程 243
9.9移動(dòng)床解吸區(qū)的計(jì)算 245
9.10吸收過程的填料塔計(jì)算 246
9.11膜分離——方程組求解 247
9.12結(jié)晶——散點(diǎn)圖回歸求斜率 248
參考文獻(xiàn) 249
第10章過程動(dòng)態(tài)特性與控制 250
10.1一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型 250
10.2二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型 251
10.3U 形管壓力計(jì)的動(dòng)態(tài)特性 253
10.4儲(chǔ)罐液位控制 254
10.5釜式攪拌加熱器的動(dòng)態(tài)特性與控制 256
10.6基于內(nèi)模控制法（IMC）的控制器整定 260
10.7n 次多項(xiàng)式傳遞函數(shù)的解 262
10.8兩個(gè)交互式儲(chǔ)罐的液位控制 264
10.9連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的PI 控制 266
10.10間歇反應(yīng)器的PI 控制 269
參考文獻(xiàn) 271