特殊体系的相平衡和精馏模拟计算

特殊体系的相平衡和精馏模拟计算 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国石化出版社
作者:傅吉全
出品人:
页数:224
译者:
出版时间:2002-1
价格:26.0
装帧:平装
isbn号码:9787801641625
丛书系列:
图书标签:
  • 相平衡
  • 精馏
  • 模拟计算
  • 化工
  • 传质
  • 热力学
  • 过程模拟
  • 分离工程
  • 化学工程
  • Aspen Plus
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具体描述

本书介绍了特殊体系的相平衡和精馏模拟计算。第1章讨论了相关平衡一般原理和汽液两相非理想性的修正方法;第2章介绍了一般体系精馏的平衡级和非平衡级模拟计算;第3、4、5和6章分别介绍了缔合、汽液液三相、含盐和具有化学反应的体系相平衡模型和精馏模拟计算。书中还有相应的计算机程序框图,各章中均有例题。本书适用于高等院校石油、化工等专业高年级学生、研究生的教学及参考,也可供有关专业的研究、设计和生产技术人员阅读。

好的,以下是一本关于化学工程领域,聚焦于非传统热力学体系、相态平衡、以及先进精馏过程模拟计算的图书简介,完全不涉及《特殊体系的相平衡和精馏模拟计算》一书的具体内容。 --- 书籍名称:现代化工过程的传热传质与过程强化技术:面向复杂体系的数值模拟与工程应用 导言:面向下一代化工过程的挑战与机遇 随着全球对可持续发展、能源效率和绿色化学工艺需求的日益增长,现代化工过程正面临着前所未有的复杂性。传统的单元操作设计与优化方法,越来越难以应对多组分、非理想、高非线性的反应与分离体系。本书立足于现代化学工程的核心——传热、传质与反应动力学,深入探讨如何运用先进的数值模拟技术,实现对复杂化工过程的精准描述、高效设计与可靠优化。 本书旨在为研究生、青年科研人员以及资深工程师提供一套系统的理论框架和实用的计算工具,以期掌握在传统流程模拟之外,处理高难度工程问题的能力。我们聚焦于那些对热力学模型精度要求极高、且涉及复杂边界条件和非均匀流动的系统。 第一部分:高级传热传质理论与模型构建 本部分系统梳理了用于描述复杂流动和混合体系的先进物理模型。 第一章:非牛顿流体与多孔介质中的流动与传质 本章首先回顾了经典牛顿流体的纳维-斯托克斯方程。随后,重点介绍了粘塑性流体(如钻井泥浆、高分子熔体)和剪切稀化流体的本构方程,包括宾汉(Bingham)、赫希-普尔特利(Herschel-Bulkley)模型。在传质方面,探讨了扩散、对流和反应耦合的多孔介质流动(如催化剂床层、过滤介质),引入了有效扩散系数的修正模型,并结合了随机行走方法来模拟介孔/微孔体系中的分子筛分效应。 第二章:复杂界面传热现象与辐射传热建模 本章超越了简单的对流换热,深入探讨了在极端温度或特殊材料体系中出现的复杂传热问题。包括液滴雾化、蒸发与冷凝过程中界面相变的能量平衡,以及相变潜热的精确计算。此外,详细阐述了在高温炉体、火箭发动机或真空干燥过程中不可忽视的辐射传热,包括黑体、灰体辐射的计算,以及利用蒙特卡洛(Monte Carlo)方法模拟复杂几何结构和非均匀介质中的辐射能量传输。 第三章:数值方法基础:有限体积法与计算流体力学(CFD)框架 本章是后续模拟工作的基础。详细介绍了求解 Navier-Stokes 方程和质量守恒方程的有限体积(Finite Volume)离散方法。重点分析了压力-速度耦合算法(如 SIMPLE、PISO 算法)的迭代收敛机制。此外,讨论了处理非结构化网格、动网格技术以及瞬态问题的数值稳定性与精度控制。 第二部分:先进分离过程的数值模拟与优化 本部分将理论模型应用于实际的分离工程,特别是针对难以通过传统平衡假设解决的精细分离问题。 第四章:反应精馏过程的耦合模拟与过程控制 反应精馏(Reactive Distillation)作为过程强化的典范,其核心在于反应与平衡分离的精确耦合。本章侧重于如何建立一个可靠的耦合模型,将反应动力学(包含催化剂失活模型)与塔内多板级的热力学计算相结合。我们将展示如何使用模块化编程方法,实现对塔板温度场、组分分布和反应率的联合迭代求解,并探讨如何通过模型预测控制(MPC)策略优化塔操作变量,以最大化转化率和产品纯度。 第五章:吸收/萃取过程的动态模拟与强化设计 对于涉及复杂溶剂体系(如离子液体、深共熔溶剂)的吸收和萃取过程,组分传递的驱动力描述至关重要。本章详细介绍了基于局部传质系数的吸收/萃取塔模型建立,特别是针对液泛、喷淋塔内液滴径向分布不均等非理想情况下的修正模型。动态模拟部分,着重于启动、停车以及应对原料波动时的塔内负荷变化响应分析。 第六章:新型混合设备的设计与性能评估 本章聚焦于超越传统塔盘、填料的强化传质设备,如微通道反应器、旋转填充床。针对微反应器,详细分析了高比表面积带来的瞬态传热挑战,以及如何利用CFD模拟优化流场分布以避免热点。对于新型填料,则侧重于建立基于表征参数(如比表面积、孔隙率分布)的有效传质系数关联式,并将其嵌入到过程模拟软件中进行评估。 第三部分:求解复杂工程问题的数值工具箱 本部分提供了一套处理高级工程计算问题的实用方法论。 第七章:间歇操作与批次过程的精确建模 许多精细化工和制药过程采用间歇操作。本章探讨了如何精确模拟批次反应器(Batch Reactor)的升温、反应、降温过程,特别是考虑搅拌效率随液位变化的传热问题。着重介绍了如何使用灵敏度分析和参数估计方法,从实验数据中反演出准确的反应动力学参数,并将其集成到动态模拟中进行放大设计。 第八章:过程模拟的后处理、可视化与数据挖掘 成功的模拟不仅在于得到结果,更在于有效地解释和利用这些结果。本章讲解了如何利用先进的可视化技术(如等值面、矢量图、流线图)来直观展示塔内和反应器内的复杂流动和相态变化。同时,引入了数据挖掘技术,用于分析大规模模拟输出,识别关键的操作窗口和潜在的故障模式,从而辅助工程师进行鲁棒性分析。 总结与展望 本书的特点在于强调“模型-模拟-优化”的闭环反馈机制。它要求读者超越简单的“黑箱”式软件操作,深入理解底层物理和化学原理,能够根据具体工程挑战,灵活选择、修改和开发适用的数学模型,最终利用数值方法求解并指导实际工程决策。本书提供的不仅是理论,更是一套解决复杂化工难题的思维路径和技术路线图。

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读后感

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用户评价

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我发现这本书在处理特定工程问题时的应用导向性非常强,尽管它本质上是理论导向的。它没有停留在纯粹的理论层面,而是将相平衡的复杂性与实际的塔板效率、热力学极限等工程约束条件巧妙地结合在一起。例如,在探讨近共沸体系的精馏设计时,书中引用的实例似乎都是经过精心挑选的、能最大程度暴露模型局限性的典型案例。它似乎在告诉读者,完美的模型是不存在的,关键在于理解在给定的操作条件下,我们所采用的模型能提供多大的精度保障。这种务实的态度,使得这本书不仅仅是一本学术工具书,更像是一位经验丰富的老工程师在传授他多年来处理棘手分离问题的“诀窍”与“底线思维”,对于提升工程判断力有极大的助益。

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这本书的阅读体验,如果用一个词来形容,那就是“高密度信息流”。内容极其凝练,几乎没有一句废话,每一个段落都承载着关键的知识点和推导过程。对于已经熟悉基础物化和单元操作的人来说,它无疑是一本高效的“速查手册”和“深入理解指南”。它对涉及的各个热力学函数和相变潜热的推导链条构建得极为紧密,一环扣一环,逻辑链条几乎找不到任何断裂点。不过,这种高密度的特性也意味着它对读者的预备知识要求较高。如果你试图跳过中间的推导直接去看结论,很可能会感到吃力。这本书更像是邀请你进入一个需要全神贯注的智力迷宫,但一旦破解,收获的将是对整个分离体系内在驱动力的深刻洞察。

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我对这本书的整体印象是,它在结构布局上显得相当精巧,尤其是在模拟计算方法的阐述上,达到了一个很高的水准。与市面上许多侧重于软件操作指南的书籍不同,这本书将数学模型与物理过程紧密结合起来,详尽地介绍了如何将复杂的非线性代数方程组转化为可供数值求解的形式。例如,在处理多组分、多相体系的精馏计算时,书中对收敛性测试和步长控制的讨论,展现了作者深厚的数值分析功底。它似乎完全绕开了对特定商业软件的依赖,而是聚焦于算法本身的构建与优化,这对于那些希望自行开发或深度定制模拟工具的读者来说,价值不可估量。虽然初看起来,这些计算细节可能会让初学者感到些许吃力,但一旦掌握,便能举一反三,应对各种新出现的工程难题。

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翻开书页,首先感受到的是一种沉稳且富有历史感的叙事风格。作者似乎在试图勾勒出相平衡理论从早期经典假设发展到现代复杂模型演变的全景图。对于那些对化学工程发展史感兴趣的读者来说,书中对早期热力学先驱工作的追溯和评价,提供了丰富的背景知识。我尤其喜欢它对实验数据和理论模型的相互验证过程的细致描述,这不仅增强了理论的可信度,也提醒我们,任何模型都受限于其构建时的假设和输入数据的质量。这种强调“实证”而非“教条”的写作态度,使得阅读体验非常踏实。它没有过度追求新颖性,而是将经典理论的根基打得异常牢固,确保读者在面对前沿问题时,仍能回归到最坚实的科学原理之上。

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这本新近出版的关于热力学和分离过程的书籍,其深度和广度都让人印象深刻。作者似乎非常专注于将那些晦涩难懂的理论概念,通过清晰的逻辑推导和贴近实际的案例展示出来。我特别欣赏它在基础理论部分的处理方式,没有简单地罗列公式,而是深入剖析了相平衡背后的物理化学本质,使得读者能够真正理解为什么某些方程会以特定的形式出现。书中对非理想溶液的讨论尤为详尽,涵盖了各种状态方程和活度系数模型的适用性边界,这对于处理复杂化学体系的工程师来说,无疑是一份宝贵的参考资料。尽管核心内容聚焦于理论,但作者巧妙地穿插了许多启发性的思考题,迫使我们不断地去检验和巩固所学的知识。整体来看,它更像是一部严谨的学术专著,而不是一本简单的教科书,适合有一定基础、希望深入钻研相平衡理论的研究人员和高级工程师。

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