化工係統工程理論與實踐 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《化工係統工程理論與實踐》力圖深刻地、相對完整地介紹化工係統工程的理論與實踐。撰寫《化工係統工程理論與實踐 》的主要目的是為初學者提供正確的入門之路、避免陷入誤區；為具有一定實踐經驗的工程師和教師提供深入思考的機會，糾正工作中習慣性的不適當觀念，明確某些方法論層麵上的基本概念；為從事流程模擬與優化核心技術工作的專業研發人員提供一些算法或理論層麵上的具體幫助。總之，完全是為研發和使用流程模擬與優化軟件服務，試圖輔助讀者構造工程上的整體解決方案。書中敘述的特點是從化學工程師的角度齣發，研討相關的數學方法，強調理論聯係實際，強調經典和繼承經典前提下的創新，對算法的介紹盡量避免堆積羅列，突齣解決實際問題的框架、思路以及具體訣竅。許多章節都介紹瞭作者及作者的老師們在多年研發實踐中摸索得到的經驗、體會或經過實踐考驗的成果。各章之後的“本章要點”和“思考題”相信會對讀者有重大啓發，而關於動態模擬和仿真工廠的介紹也是通常化工係統工程專業著作中不常涉及的重要內容。
　　《化工係統工程理論與實踐》適閤化工類專業及係統工程等相關專業本科生、研究生教學使用，也可供相關工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 化工係統工程概述
1.1.1 係統工程與化工係統工程
1.1.2 基本任務與內容
1.1.3 基本方法與技術路綫
1.1.4 與其他相關學科的關係
1.1.5 常用術語
1.1.6 應用化工係統工程技術的成功範例
1.2 化工係統工程的主要技術手段與工具
1.2.1 流程模擬係統及其用途
1.2.2 流程模擬係統的發展沿革
1.2.3 著名流程模擬係統介紹
1.3 流程模擬係統的分類、係統結構及各部分的作用
1.3.1 流程模擬係統的分類
1.3.2 流程模擬係統的構成及各部分作用
1.4 其他技術手段
1.5 發展前景與方嚮
1.6 工業應用領域
本章要點
思考題
本章參考文獻

第2章 數學模型
2.1 概念、定義與分類
2.1.1 模型
2.1.2 數學模型及分類
2.1.3 運用模型方法的實例
2.1.4 流程模擬係統中的模型
2.1.5 評價模型的標準
2.2 過程係統模型及其自由度13
2.2.1 數學模型的自由度及物理意義
2.2.2 獨立化學反應數問題
2.3 機理模型
2.3.1 機理模型的特徵
2.3.2 建模手段與實例
2.4 經驗模型及其建模方法
2.4.1 建模問題的描述
2.4.2 最小二乘法
2.4.3 多元綫性迴歸
2.4.4 一元綫性迴歸
2.4.5 適用範圍與使用單位
2.4.6 綫性化方法
2.4.7 統計檢驗
2.4.8 數值精度與數值穩定性
2.4.9 應用要點
2.5 流程結構模型
2.5.1 圖形錶達方式
2.5.2 矩陣錶達方式
2.5.3 代數錶達方式
2.6 流程模擬基本模型
2.6.1 純組分性質
2.6.2 流體熱力學性質模型
2.6.3 流動模型
2.6.4 相平衡模型
2.6.5 反應動力學模型與化學平衡模型
2.6.6 傳遞過程模型
2.7 過程單元模型
2.7.1 單元過程穩態模型及模塊概述
2.7.2 混閤器
2.7.3 分流器
2.7.4 平衡閃蒸
2.7.5 換熱器
2.7.6 泵與壓縮機
2.7.7 精餾塔闆
2.7.8 通用分離器
2.7.9 反應器
2.7.10 聚閤反應過程模型與鏈節分析法
2.8 關於數學模型預測性檢驗的探討
2.8.1 模型顯著性檢驗的意義及其存在的問題
2.8.2 關於模型預測性能的統計推斷
2.8.3 實際應用中的問題
2.8.4 小結
本章要點
思考題
本章參考文獻

第3章 數學模型求解方法
3.1 基本概念
3.1.1 隱式與顯式代數方程及幾何解釋
3.1.2 迭代過程與迭代法
3.1.3 與收斂性有關的概念
3.2 綫性代數方程組
3.2.1 一般形式
3.2.2 簡單迭代法（Jacobi，雅可比法）
3.2.3 超鬆弛迭代算法（SuccessiveOverRelaxationMethod，SOR法）
3.3 非綫性一元方程迭代解法
3.3.1 隱式方程迭代解法
3.3.2 程序設計
3.3.3 顯式方程迭代解法
3.3.4 局部收斂性問題與局部收斂條件定理
3.4 非綫性代數方程組迭代解法
3.4.1 直接迭代法（DirectSubstitution,DirectIteration）
3.4.2 部分迭代法（PartialSubstitution）
3.4.3 牛頓（Newton）算法
3.4.4 布羅伊登（Broyden）算法
3.4.5 Broyden�睩letcher�睸hanno算法
3.5 迭代加速技術
3.5.1 DEM（DominantEigenvalueMethod）加速法
3.5.2 王德人加速法
3.5.3 討論
3.6 方程組求解的切割技術
3.6.1 實例
3.6.2 原理與效果
3.6.3 方程組的分解
3.6.4 方程組分解的算法
3.7 雙層法
3.7.1 方法原理與技術關鍵
3.7.2 泡點計算的雙層法
3.7.3 平衡閃蒸計算的雙層法
3.8 常微分方程組初值問題與動態模擬
3.8.1 實例（連續流動攪拌水槽模擬）
3.8.2 常微分方程（組）初值問題的一般形式
3.8.3 顯式歐拉（Euler）法及其有關概念
3.8.4 隱式歐拉（Euler）法
3.8.5 預測�殘Ｕ�算法
3.8.6 動態算法求解穩態問題及其逆問題
3.8.7 動態流程模擬中的常微分方程組初值問題
3.9 化工裝置動態仿真
本章要點
思考題
本章參考文獻

第4章 流程模擬基本技術
4.1 流程模擬係統的結構與程序設計
4.1.1 流程模擬係統的數據結構
4.1.2 流程模擬係統的構成
4.1.3 計算步驟
4.2 序貫模塊法
4.2.1 基本概念與實例
4.2.2 流程切割與排序技術
4.2.3 收斂模塊與控製模塊的原理及作用
4.2.4 優化模塊的原理與作用
4.3 聯立方程法與聯立模塊法
4.4 動態流程模擬係統
4.4.1 動態模擬的特點
4.4.2 動態模擬的數學描述
4.4.3 動態序貫模塊法
4.5 化工裝置仿真機
4.5.1 係統構成
4.5.2 關鍵技術
4.5.3 應用領域
本章 要點
思考題
本章 參考文獻

第5章 運籌學方法
5.1 概述
5.1.1 基本概念
5.1.2 常見手段與方法
5.1.3 實例
5.2 無約束極值問題的基本概念
5.2.1 局部極值
5.2.2 局部極值存在條件
5.2.3 凸函數及凸函數極值
5.2.4 迭代算法分類
5.3 一維搜索的原理與方法
5.3.1 （一維搜索）序貫消去法
5.3.2 Fibonacci法（菲波那奇法）
5.3.3 黃金分割法
5.3.4 牛頓（Newton）法
5.3.5 算法討論
5.4 多維搜索
5.4.1 無約束多變量函數的優化策略
5.4.2 坐標輪換法
5.4.3 負梯度法
5.4.4 單純形法
5.4.5 牛頓法
5.4.6 其他算法
5.5 綫性規劃問題
5.5.1 綫性規劃問題
5.5.2 綫性規劃問題的基本概念
5.5.3 綫性規劃問題的求解方法
5.6 非綫性規劃問題
5.6.1 非綫性規劃問題
5.6.2 非綫性規劃數學模型
5.6.3 非綫性規劃問題圖示
5.7 運籌學方法用於實際工程問題的關鍵
本章要點
思考題
本章參考文獻

第6章 係統綜閤概述
6.1 典型係統綜閤問題
6.2 係統綜閤基本方法與關鍵
6.2.1 換熱網絡綜閤
6.2.2 夾點技術
6.2.3 數學規劃法設計換熱網絡
6.2.4 換熱網絡閤成中的局限性
6.2.5 換質網絡綜閤
6.2.6 分離序列綜閤
6.2.7 反應器網絡綜閤
6.3 係統優化基本方法與關鍵
6.4 係統優化案例
6.5 係統綜閤與優化的發展方嚮
本章要點
本章參考文獻

精彩書摘

　　第1章　緒論
　　1.1 化工係統工程概述
　　化工係統工程又稱過程係統工程（Process Systems Engineering，PSE）是20世紀五六十年代發展起來的一門新興的交叉學科。其産生、發展與現代化學工業趨於復雜化、大型化密切相關。該學科的研究對象為化工係統或化工生産過程，其任務是要解決化工生産領域內技術經濟方麵的決策問題。一般認為，化工係統工程是研究化工生産在規劃設計、操作運行、控製管理諸環節中，如何提高工作效率、降低投資費用和維護運行費用、提高係統可靠性安全性、強化環境友好、增加總經濟效益的一門技術科學。其主要技術內容有係統的分析與模擬、係統的閤成與優化等。該學科的主要技術手段為數學模擬，即建立描述過程特性的數學模型並求解計算，實現對係統規律和行為的預測。通常情況下，無法求得數學模型的解析解，故必須以電子計算機為工具求齣其數值解。與該學科相關的學科大緻有化學工程學、應用數學、計算機科學及係統科學、信息科學、控製理論等。總的來說，該學科與許多傳統學科（以認識自然、描述自然的“發現型”學科）有所不同，該學科的直接目的就是在綜閤運用其他學科成果的基礎上完成改造自然、控製自然、創造物質財富的任務。因此，過程係統工程學科具有很強的工具性、實踐性、技藝性。正因為如此，在該領域內的任何“微不足道”的發明往往都蘊含著許多深刻的理論和深厚的實踐積纍，並且往往當新的簡潔有效的解決方案誕生後，先前的研究成果就會被束之高閣。

前言/序言

　　世界上本來是沒有理論的，隻有實踐。實踐多瞭總結成為“理論”。即便是“理論”，也有處在不同層麵上的區彆。那些總是被證實、又根本無從證僞的實踐就成瞭人們必須恪守的定律。在化學工程領域，實際上也能見到一些有時精確而可用、有時粗糙則應摒棄的“理論”。嚴格講，隻能稱其為“學說”。本書就是要強調在化工係統工程學科中容易被忽視的基本實踐，同時質疑那些缺乏足夠實踐考驗的“學說”。
　　化工係統工程與許多傳統的化工學科有所不同。它並非以發現和認識自然為主的學問，而是以改造和駕馭自然為主的技術工具。因此，在學習研討、實施運用、評價與發展等方麵就與某些傳統化工學科有所區彆。即使對於同樣的問題，化工係統工程解決問題的立場、思路、方法也往往與相關學科很不相同。作者力圖體現這些內容。
　　很多看來極為普通、淺顯的詞語、方法，深究起來其實蘊含著極其基本而又深刻的內涵，而某些時髦的術語或許隻是符號的遊戲。書中有不少篇幅討論瞭關於復雜大係統建模與計算的基本概念，錶現齣重視基礎、重視經典、重視實踐的風格。
　　按流行的觀點，本書沒有什麼“創新”，隻有對於經典的更多解釋和延伸以及對實踐的總結。但是，相信仔細研究過本書的讀者一定能夠成為各類化工流程模擬係統研發和使用的高手。
　　書中在介紹前人的成果時，雖力圖標明文獻來源，但限於時間倉促，仍多有遺漏，在此對原作者一並錶示歉意並爭取有機會再版時加以完善。
　　與某些常見著述在撰寫風格方麵略有差異的是，編者首先提齣的許多概念與研究成果並未單獨列齣標題進行集中的討論，而是融入一般性的敘述之中，需要讀者仔細地讀過全文纔可能發現作者來自於多年實踐的心得體會。並且，本書還含有若乾學術批評的內容，甚至包括對自己所發錶文章的嚴厲批判，雖力圖委婉，且觀點基於多年來的實踐以及盡力尋求理論依據，但限於水平，想必仍存偏頗之辭。歡迎專傢學者指教。
　　本書共有六章。為便於各層次讀者盡快瞭解作者的觀點，每章之後都附有“本章要點”和“思考題”，這也形成瞭本書的重要特點。建議讀者先瀏覽本章要點和思考題，再從正文敘述中尋求答案。
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