《化工過程數值模擬及軟體》是2011年1月1日化學工業出版社出版的圖書，作者是屈一新。該書主要介紹了化工流程模擬和單元模擬過程中常見的大型套用軟體及其套用實例。
基本介紹
- 書名：化工過程數值模擬及軟體
- 作者：屈一新
- ISBN：9787122095831
- 定價：36.00
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間： 2011年1月1日
- 開本：1/16
內容簡介,編輯推薦,目錄,序言,
內容簡介
《高等學校教材化工過程數值模擬及軟體(第2版)》共分三章。在化工模擬基本概念的基礎上，通過空氣壓縮、閃蒸分離、石油精餾、苯的高溫分解、甲醇回收等大量典型化工過程的套用實例介紹了AspenPlus和PRO/Ⅱ對化工流程模擬的具體方法和步驟，CFX和Fluent對單元模擬的具體操作過程，對實際化工過程的研究開發、設計、生產操作的控制與最佳化、操作培訓和技術改造很有裨益。
編輯推薦
《高等學校教材·化工過程數值模擬及軟體(第2版)》旨在介紹化工過程模擬的基本概念和方法，提供利用相關模擬軟體進行實際化工過程的模擬的步驟和技巧。
《高等學校教材·化工過程數值模擬及軟體(第2版)》可作為高等學校套用化學、化學及化工類專業本科生和研究生的教材，也可供石油與化工、輕工等行業從事開發的工程技術人員參考。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 化工模擬 1
1.2 流程模擬 2
1.3 單元模擬 3
1.4 單元模擬與流程模擬的關係 4
第2章 流程模擬技術 6
2.1 流程模擬的步驟 6
2.1.1 流程的建立 6
2.1.2 變數的設定 6
2.1.3 程式的運行 6
2.2 Aspen Plus流程模擬商業軟體 6
2.2.1 Aspen Plus流程模擬軟體介紹 6
2.2.2 Aspen Plus安裝及運行環境 8
2.2.2.1 Aspen Plus的安裝 8
2.2.2.2 Aspen Plus的啟動 9
2.2.2.3 Aspen Plus用戶界面 10
2.2.2.4 數據瀏覽器（Data Browser） 12
2.2.2.5 Next按鈕的使用 13
2.2.2.6 Aspen Plus幫助系統的調用 14
2.2.2.7 Aspen Plus常用快捷鍵 14
2.2.3 Aspen Plus的單元操作模組 14
2.2.3.1 混合器/分流器（Mixers/Splitters） 15
2.2.3.2 分離器（Separators） 16
2.2.3.3 換熱器（Heat Exchangers） 18
2.2.3.4 塔（Columns） 22
2.2.3.5 反應器（Reactors） 27
2.2.3.6 壓力變送設備（Pressure Changers） 29
2.2.3.7 固體（Solids） 31
2.2.3.8 控制器（Manipulators） 35
2.2.3.9 用戶模型（User Models） 35
2.2.3.10 泄壓（Pres-Relief） 36
2.2.4 流程的建立 36
2.2.4.1 定義一個流程 36
2.2.4.2 瀏覽一個流程，檢查流程的完整性 36
2.2.4.3 修改一個流程 37
2.2.4.4 使用流程工段 37
2.2.4.5 列印流程 37
2.2.5 模擬變數的設定 37
2.2.5.1 全局變數的設定 38
2.2.5.2 物性方法及物性參數的設定 39
2.2.5.3 數據包的使用 39
2.2.5.4 物流和能量流的設定 40
2.2.6 模擬程式的運行 41
2.2.7 Aspen公司其他模擬軟體 41
2.2.7.1 Aspen Dynamics——動態過程模擬軟體 41
2.2.7.2 Aspen Custom Modeler?——動態模型開發軟體 42
2.2.7.3 Aspen Pinch?——系統節能軟體 42
2.2.7.4 Split?——精餾系統最佳化軟體 42
2.2.7.5 Batch Plus?——間歇過程模擬軟體 43
2.2.7.6 Polymers Plus?——聚合物過程模擬軟體 43
2.2.7.7 B-JAC?——換熱器設計軟體 43
2.2.7.8 Aspen ZYQAD——工藝設計平台 44
2.2.7.9 Aspen Online?——線上實施模型的套用工具 44
2.2.7.10 DMC Plus?——動態矩陣控制軟體 44
2.2.7.11 RT-OPT?——線上實時最佳化軟體 44
2.2.7.12 Aspen IQ?——推理感測器建模和實施軟體包 44
2.2.7.13 Info Plus.21?——實時資料庫 45
2.2.7.14 Aspen Advisor?——工廠性能控制和收率統計套用軟體 45
2.2.7.15 Aspen AdvisorTM專家系統——數據校正模組 45
2.2.7.16 Aspen Pims?——工廠計畫最佳化管理系統 46
2.3 其他流程模擬軟體簡介 46
2.3.1 ChemCAD 流程模擬軟體簡介 46
2.3.2 PRO/Ⅱ流程模擬軟體簡介 47
2.3.3 Hysis流程模擬軟體簡介 48
2.3.4 DESIGNⅡ流程模擬軟體簡介 48
2.3.5 ECSS工程化學模擬系統 48
2.4 Aspen Plus例題 49
2.4.1 例題1?——空氣壓縮機的模擬 49
2.4.1.1 例題1的條件 49
2.4.1.2 例題1的步驟說明 49
2.4.2 例題2——閃蒸分離的模擬 58
2.4.2.1 例題2的條件 58
2.4.2.2 例題2的步驟說明 58
2.4.3 例題3——RadFrac的模擬 66
2.4.3.1 RadFrac模擬簡介 66
2.4.3.2 例題3的條件 69
2.4.3.3 例題3步驟說明 70
2.4.4 例題4——怎樣繪製組成曲線？ 72
2.4.5 例題5——設計規定和尺寸 72
2.4.6 例題6——靈敏度分析 78
2.4.7 例題7——一個原油蒸餾塔的模擬 85
2.4.8 例題8——苯的高溫分解 89
2.4.8.1 例題8的條件 89
2.4.8.2 例題8步驟說明 91
2.4.9 例題9——Aspen Plus聚合物項目 106
2.4.10 例題10——蒸餾塔 114
2.4.10.1 例題10的條件 114
2.4.10.2 例題10的步驟說明 115
第3章 單元模擬技術 122
3.1 單元模擬的步驟 122
3.1.1 前處理 122
3.1.2 求解計算 123
3.1.3 後處理 123
3.2 CFD商業軟體 123
3.2.1 CFX 123
3.2.1.1 CFX簡介 123
3.2.1.2 CFX的體系結構 123
3.2.1.3 CFX的模組功能 124
3.2.1.4 CFX的技術優勢 126
3.2.1.5 CFX的硬體配置要求及安裝 126
3.2.1.6 CFX的操作界面 128
3.2.2 Fluent 148
3.2.2.1 Fluent簡介 148
3.2.2.2 Fluent的體系結構 148
3.2.2.3 Fluent的模組功能 148
3.2.2.4 Fluent的技術優勢 149
3.2.2.5 Fluent的安裝 149
3.2.2.6 Fluent的操作界面 149
3.2.3 其他軟體簡介 153
3.2.3.1 PHOENICS 153
3.2.3.2 STAR-CD 154
3.3 單元模擬軟體的套用及操作示例 154
3.3.1 單元模擬軟體的套用 154
3.3.1.1 CFX的套用 154
3.3.1.2 Fluent的套用 155
3.3.2 單元模擬軟體的操作示例 155
3.3.2.1 CFX操作示例 155
3.3.2.2 Fluent操作示例 161
參考文獻 165
1.1 化工模擬 1
1.2 流程模擬 2
1.3 單元模擬 3
1.4 單元模擬與流程模擬的關係 4
第2章 流程模擬技術 6
2.1 流程模擬的步驟 6
2.1.1 流程的建立 6
2.1.2 變數的設定 6
2.1.3 程式的運行 6
2.2 Aspen Plus流程模擬商業軟體 6
2.2.1 Aspen Plus流程模擬軟體介紹 6
2.2.2 Aspen Plus安裝及運行環境 8
2.2.2.1 Aspen Plus的安裝 8
2.2.2.2 Aspen Plus的啟動 9
2.2.2.3 Aspen Plus用戶界面 10
2.2.2.4 數據瀏覽器（Data Browser） 12
2.2.2.5 Next按鈕的使用 13
2.2.2.6 Aspen Plus幫助系統的調用 14
2.2.2.7 Aspen Plus常用快捷鍵 14
2.2.3 Aspen Plus的單元操作模組 14
2.2.3.1 混合器/分流器（Mixers/Splitters） 15
2.2.3.2 分離器（Separators） 16
2.2.3.3 換熱器（Heat Exchangers） 18
2.2.3.4 塔（Columns） 22
2.2.3.5 反應器（Reactors） 27
2.2.3.6 壓力變送設備（Pressure Changers） 29
2.2.3.7 固體（Solids） 31
2.2.3.8 控制器（Manipulators） 35
2.2.3.9 用戶模型（User Models） 35
2.2.3.10 泄壓（Pres-Relief） 36
2.2.4 流程的建立 36
2.2.4.1 定義一個流程 36
2.2.4.2 瀏覽一個流程，檢查流程的完整性 36
2.2.4.3 修改一個流程 37
2.2.4.4 使用流程工段 37
2.2.4.5 列印流程 37
2.2.5 模擬變數的設定 37
2.2.5.1 全局變數的設定 38
2.2.5.2 物性方法及物性參數的設定 39
2.2.5.3 數據包的使用 39
2.2.5.4 物流和能量流的設定 40
2.2.6 模擬程式的運行 41
2.2.7 Aspen公司其他模擬軟體 41
2.2.7.1 Aspen Dynamics——動態過程模擬軟體 41
2.2.7.2 Aspen Custom Modeler?——動態模型開發軟體 42
2.2.7.3 Aspen Pinch?——系統節能軟體 42
2.2.7.4 Split?——精餾系統最佳化軟體 42
2.2.7.5 Batch Plus?——間歇過程模擬軟體 43
2.2.7.6 Polymers Plus?——聚合物過程模擬軟體 43
2.2.7.7 B-JAC?——換熱器設計軟體 43
2.2.7.8 Aspen ZYQAD——工藝設計平台 44
2.2.7.9 Aspen Online?——線上實施模型的套用工具 44
2.2.7.10 DMC Plus?——動態矩陣控制軟體 44
2.2.7.11 RT-OPT?——線上實時最佳化軟體 44
2.2.7.12 Aspen IQ?——推理感測器建模和實施軟體包 44
2.2.7.13 Info Plus.21?——實時資料庫 45
2.2.7.14 Aspen Advisor?——工廠性能控制和收率統計套用軟體 45
2.2.7.15 Aspen AdvisorTM專家系統——數據校正模組 45
2.2.7.16 Aspen Pims?——工廠計畫最佳化管理系統 46
2.3 其他流程模擬軟體簡介 46
2.3.1 ChemCAD 流程模擬軟體簡介 46
2.3.2 PRO/Ⅱ流程模擬軟體簡介 47
2.3.3 Hysis流程模擬軟體簡介 48
2.3.4 DESIGNⅡ流程模擬軟體簡介 48
2.3.5 ECSS工程化學模擬系統 48
2.4 Aspen Plus例題 49
2.4.1 例題1?——空氣壓縮機的模擬 49
2.4.1.1 例題1的條件 49
2.4.1.2 例題1的步驟說明 49
2.4.2 例題2——閃蒸分離的模擬 58
2.4.2.1 例題2的條件 58
2.4.2.2 例題2的步驟說明 58
2.4.3 例題3——RadFrac的模擬 66
2.4.3.1 RadFrac模擬簡介 66
2.4.3.2 例題3的條件 69
2.4.3.3 例題3步驟說明 70
2.4.4 例題4——怎樣繪製組成曲線？ 72
2.4.5 例題5——設計規定和尺寸 72
2.4.6 例題6——靈敏度分析 78
2.4.7 例題7——一個原油蒸餾塔的模擬 85
2.4.8 例題8——苯的高溫分解 89
2.4.8.1 例題8的條件 89
2.4.8.2 例題8步驟說明 91
2.4.9 例題9——Aspen Plus聚合物項目 106
2.4.10 例題10——蒸餾塔 114
2.4.10.1 例題10的條件 114
2.4.10.2 例題10的步驟說明 115
第3章 單元模擬技術 122
3.1 單元模擬的步驟 122
3.1.1 前處理 122
3.1.2 求解計算 123
3.1.3 後處理 123
3.2 CFD商業軟體 123
3.2.1 CFX 123
3.2.1.1 CFX簡介 123
3.2.1.2 CFX的體系結構 123
3.2.1.3 CFX的模組功能 124
3.2.1.4 CFX的技術優勢 126
3.2.1.5 CFX的硬體配置要求及安裝 126
3.2.1.6 CFX的操作界面 128
3.2.2 Fluent 148
3.2.2.1 Fluent簡介 148
3.2.2.2 Fluent的體系結構 148
3.2.2.3 Fluent的模組功能 148
3.2.2.4 Fluent的技術優勢 149
3.2.2.5 Fluent的安裝 149
3.2.2.6 Fluent的操作界面 149
3.2.3 其他軟體簡介 153
3.2.3.1 PHOENICS 153
3.2.3.2 STAR-CD 154
3.3 單元模擬軟體的套用及操作示例 154
3.3.1 單元模擬軟體的套用 154
3.3.1.1 CFX的套用 154
3.3.1.2 Fluent的套用 155
3.3.2 單元模擬軟體的操作示例 155
3.3.2.1 CFX操作示例 155
3.3.2.2 Fluent操作示例 161
參考文獻 165
序言
本書是在第一版的基礎上修訂的，為了便於讀者更加容易自學，對第2章的內容作了全面重新編排，並把PRO/Ⅱ作為一個獨立內容進行編寫。本書介紹了化工流程模擬和單元模擬過程的大型套用軟體及其實際套用實例，全書共3章，第1章主要介紹化工模擬的基本概念，第2章講述化工過程模擬的基本知識，並結合AspenPlus、PRO/Ⅱ軟體講解過程模擬的具體方法和步驟。給出了空氣壓縮、閃蒸分離、石油精餾、苯的高溫分解、甲醇-水分離、合成甲烷等大量典型的利用AspenPlus、PRO/Ⅱ流程模擬的套用實例。第3章重點介紹化工單元模擬的概念、過程和方法，詳細介紹了單元模擬軟體CFX和Fluent的套用實例，並給出了具體示例的操作過程。
本書可作為高等學校套用化學、化學及化工類專業本科生和研究生的教材，也可供石油與化工、輕工等行業從事開發工程的技術人員參考。
本書在編寫過程中，北京化工大學化學工程學院的王水老師對第二版的修訂做了大量的工作。李甜和劉吉勝同學參加了2.1至2.2.3、宋志倩和任敏敏同學參加了2.2.4至2.2.5以及2.3.1至2.3.10、董麗榮參加了2.4.1至2.4.6的編寫工作。參與校正修改的同學還有賀巧麗，韓軍，陳娜，邵振興，陳遠超，張琳等同學。在此一併向他們表示感謝。
儘管編者盡了最大努力，但由於工作量大、範圍廣，另外編者水平有限，不足之處在所難免，懇請同行及讀者提出寶貴意見，以使本書更加完善。
編者
2010年8月
化學工程是研究化學工業和其他過程工業生產中所進行的化學過程和物理過程共同規律的一門工程學科。化學工程的研究對象通常是非常複雜的，解析方法在化學工程研究中往往失效。從20世紀50年代開始，人們就利用計算機解算化工過程的數學模型，使研究方法出現了一個革新。經過40多年的發展，化工過程模擬已成為普遍採用的常規手段，廣泛套用於化工過程的研究開發、設計、生產操作的控制與最佳化、操作培訓和技術改造。本書旨在介紹化工過程模擬的基本概念和方法，提供利用相關模擬軟體進行實際化工過程的模擬的步驟和技巧。
本書由屈一新主編。具體分工：第1章由任慧編寫，第2章由屈一新、任慧編寫，第3章由車耀坤編寫，全書由屈一新統稿。
實際化工模擬中，不僅需要掌握有關的理論概念、公式和方法，更為關鍵的是提高分析解決實際問題的能力。因此，本書介紹了大量典型化工過程的模擬實例，並給出了具體方法和步驟，以便於讀者自學。
本書在編寫過程中，參考了相關的文獻資料，在此向相關作者表示感謝。
由於編者水平有限，本書不足之處在所難免，懇請同行及讀者批評指正。
編者
2006年3月
