《化工过程数值模拟及软体》是2011年1月1日化学工业出版社出版的图书，作者是屈一新。该书主要介绍了化工流程模拟和单元模拟过程中常见的大型套用软体及其套用实例。
基本介绍
- 书名：化工过程数值模拟及软体
- 作者：屈一新
- ISBN：9787122095831
- 定价：36.00
- 出版社：化学工业出版社
- 出版时间： 2011年1月1日
- 开本：1/16
内容简介
《高等学校教材化工过程数值模拟及软体(第2版)》共分三章。在化工模拟基本概念的基础上，通过空气压缩、闪蒸分离、石油精馏、苯的高温分解、甲醇回收等大量典型化工过程的套用实例介绍了AspenPlus和PRO/Ⅱ对化工流程模拟的具体方法和步骤，CFX和Fluent对单元模拟的具体操作过程，对实际化工过程的研究开发、设计、生产操作的控制与最佳化、操作培训和技术改造很有裨益。
编辑推荐
《高等学校教材·化工过程数值模拟及软体(第2版)》旨在介绍化工过程模拟的基本概念和方法，提供利用相关模拟软体进行实际化工过程的模拟的步骤和技巧。
《高等学校教材·化工过程数值模拟及软体(第2版)》可作为高等学校套用化学、化学及化工类专业本科生和研究生的教材，也可供石油与化工、轻工等行业从事开发的工程技术人员参考。
目录
第1章 绪论 1
1.1 化工模拟 1
1.2 流程模拟 2
1.3 单元模拟 3
1.4 单元模拟与流程模拟的关係 4
第2章 流程模拟技术 6
2.1 流程模拟的步骤 6
2.1.1 流程的建立 6
2.1.2 变数的设定 6
2.1.3 程式的运行 6
2.2 Aspen Plus流程模拟商业软体 6
2.2.1 Aspen Plus流程模拟软体介绍 6
2.2.2 Aspen Plus安装及运行环境 8
2.2.2.1 Aspen Plus的安装 8
2.2.2.2 Aspen Plus的启动 9
2.2.2.3 Aspen Plus用户界面 10
2.2.2.4 数据浏览器（Data Browser） 12
2.2.2.5 Next按钮的使用 13
2.2.2.6 Aspen Plus帮助系统的调用 14
2.2.2.7 Aspen Plus常用快捷键 14
2.2.3 Aspen Plus的单元操作模组 14
2.2.3.1 混合器/分流器（Mixers/Splitters） 15
2.2.3.2 分离器（Separators） 16
2.2.3.3 换热器（Heat Exchangers） 18
2.2.3.4 塔（Columns） 22
2.2.3.5 反应器（Reactors） 27
2.2.3.6 压力变送设备（Pressure Changers） 29
2.2.3.7 固体（Solids） 31
2.2.3.8 控制器（Manipulators） 35
2.2.3.9 用户模型（User Models） 35
2.2.3.10 泄压（Pres-Relief） 36
2.2.4 流程的建立 36
2.2.4.1 定义一个流程 36
2.2.4.2 浏览一个流程，检查流程的完整性 36
2.2.4.3 修改一个流程 37
2.2.4.4 使用流程工段 37
2.2.4.5 列印流程 37
2.2.5 模拟变数的设定 37
2.2.5.1 全局变数的设定 38
2.2.5.2 物性方法及物性参数的设定 39
2.2.5.3 数据包的使用 39
2.2.5.4 物流和能量流的设定 40
2.2.6 模拟程式的运行 41
2.2.7 Aspen公司其他模拟软体 41
2.2.7.1 Aspen Dynamics——动态过程模拟软体 41
2.2.7.2 Aspen Custom Modeler?——动态模型开发软体 42
2.2.7.3 Aspen Pinch?——系统节能软体 42
2.2.7.4 Split?——精馏系统最佳化软体 42
2.2.7.5 Batch Plus?——间歇过程模拟软体 43
2.2.7.6 Polymers Plus?——聚合物过程模拟软体 43
2.2.7.7 B-JAC?——换热器设计软体 43
2.2.7.8 Aspen ZYQAD——工艺设计平台 44
2.2.7.9 Aspen Online?——线上实施模型的套用工具 44
2.2.7.10 DMC Plus?——动态矩阵控制软体 44
2.2.7.11 RT-OPT?——线上实时最佳化软体 44
2.2.7.12 Aspen IQ?——推理感测器建模和实施软体包 44
2.2.7.13 Info Plus.21?——实时资料库 45
2.2.7.14 Aspen Advisor?——工厂性能控制和收率统计套用软体 45
2.2.7.15 Aspen AdvisorTM专家系统——数据校正模组 45
2.2.7.16 Aspen Pims?——工厂计画最佳化管理系统 46
2.3 其他流程模拟软体简介 46
2.3.1 ChemCAD 流程模拟软体简介 46
2.3.2 PRO/Ⅱ流程模拟软体简介 47
2.3.3 Hysis流程模拟软体简介 48
2.3.4 DESIGNⅡ流程模拟软体简介 48
2.3.5 ECSS工程化学模拟系统 48
2.4 Aspen Plus例题 49
2.4.1 例题1?——空气压缩机的模拟 49
2.4.1.1 例题1的条件 49
2.4.1.2 例题1的步骤说明 49
2.4.2 例题2——闪蒸分离的模拟 58
2.4.2.1 例题2的条件 58
2.4.2.2 例题2的步骤说明 58
2.4.3 例题3——RadFrac的模拟 66
2.4.3.1 RadFrac模拟简介 66
2.4.3.2 例题3的条件 69
2.4.3.3 例题3步骤说明 70
2.4.4 例题4——怎样绘製组成曲线？ 72
2.4.5 例题5——设计规定和尺寸 72
2.4.6 例题6——灵敏度分析 78
2.4.7 例题7——一个原油蒸馏塔的模拟 85
2.4.8 例题8——苯的高温分解 89
2.4.8.1 例题8的条件 89
2.4.8.2 例题8步骤说明 91
2.4.9 例题9——Aspen Plus聚合物项目 106
2.4.10 例题10——蒸馏塔 114
2.4.10.1 例题10的条件 114
2.4.10.2 例题10的步骤说明 115
第3章 单元模拟技术 122
3.1 单元模拟的步骤 122
3.1.1 前处理 122
3.1.2 求解计算 123
3.1.3 后处理 123
3.2 CFD商业软体 123
3.2.1 CFX 123
3.2.1.1 CFX简介 123
3.2.1.2 CFX的体系结构 123
3.2.1.3 CFX的模组功能 124
3.2.1.4 CFX的技术优势 126
3.2.1.5 CFX的硬体配置要求及安装 126
3.2.1.6 CFX的操作界面 128
3.2.2 Fluent 148
3.2.2.1 Fluent简介 148
3.2.2.2 Fluent的体系结构 148
3.2.2.3 Fluent的模组功能 148
3.2.2.4 Fluent的技术优势 149
3.2.2.5 Fluent的安装 149
3.2.2.6 Fluent的操作界面 149
3.2.3 其他软体简介 153
3.2.3.1 PHOENICS 153
3.2.3.2 STAR-CD 154
3.3 单元模拟软体的套用及操作示例 154
3.3.1 单元模拟软体的套用 154
3.3.1.1 CFX的套用 154
3.3.1.2 Fluent的套用 155
3.3.2 单元模拟软体的操作示例 155
3.3.2.1 CFX操作示例 155
3.3.2.2 Fluent操作示例 161
参考文献 165
1.1 化工模拟 1
1.2 流程模拟 2
1.3 单元模拟 3
1.4 单元模拟与流程模拟的关係 4
第2章 流程模拟技术 6
2.1 流程模拟的步骤 6
2.1.1 流程的建立 6
2.1.2 变数的设定 6
2.1.3 程式的运行 6
2.2 Aspen Plus流程模拟商业软体 6
2.2.1 Aspen Plus流程模拟软体介绍 6
2.2.2 Aspen Plus安装及运行环境 8
2.2.2.1 Aspen Plus的安装 8
2.2.2.2 Aspen Plus的启动 9
2.2.2.3 Aspen Plus用户界面 10
2.2.2.4 数据浏览器（Data Browser） 12
2.2.2.5 Next按钮的使用 13
2.2.2.6 Aspen Plus帮助系统的调用 14
2.2.2.7 Aspen Plus常用快捷键 14
2.2.3 Aspen Plus的单元操作模组 14
2.2.3.1 混合器/分流器（Mixers/Splitters） 15
2.2.3.2 分离器（Separators） 16
2.2.3.3 换热器（Heat Exchangers） 18
2.2.3.4 塔（Columns） 22
2.2.3.5 反应器（Reactors） 27
2.2.3.6 压力变送设备（Pressure Changers） 29
2.2.3.7 固体（Solids） 31
2.2.3.8 控制器（Manipulators） 35
2.2.3.9 用户模型（User Models） 35
2.2.3.10 泄压（Pres-Relief） 36
2.2.4 流程的建立 36
2.2.4.1 定义一个流程 36
2.2.4.2 浏览一个流程，检查流程的完整性 36
2.2.4.3 修改一个流程 37
2.2.4.4 使用流程工段 37
2.2.4.5 列印流程 37
2.2.5 模拟变数的设定 37
2.2.5.1 全局变数的设定 38
2.2.5.2 物性方法及物性参数的设定 39
2.2.5.3 数据包的使用 39
2.2.5.4 物流和能量流的设定 40
2.2.6 模拟程式的运行 41
2.2.7 Aspen公司其他模拟软体 41
2.2.7.1 Aspen Dynamics——动态过程模拟软体 41
2.2.7.2 Aspen Custom Modeler?——动态模型开发软体 42
2.2.7.3 Aspen Pinch?——系统节能软体 42
2.2.7.4 Split?——精馏系统最佳化软体 42
2.2.7.5 Batch Plus?——间歇过程模拟软体 43
2.2.7.6 Polymers Plus?——聚合物过程模拟软体 43
2.2.7.7 B-JAC?——换热器设计软体 43
2.2.7.8 Aspen ZYQAD——工艺设计平台 44
2.2.7.9 Aspen Online?——线上实施模型的套用工具 44
2.2.7.10 DMC Plus?——动态矩阵控制软体 44
2.2.7.11 RT-OPT?——线上实时最佳化软体 44
2.2.7.12 Aspen IQ?——推理感测器建模和实施软体包 44
2.2.7.13 Info Plus.21?——实时资料库 45
2.2.7.14 Aspen Advisor?——工厂性能控制和收率统计套用软体 45
2.2.7.15 Aspen AdvisorTM专家系统——数据校正模组 45
2.2.7.16 Aspen Pims?——工厂计画最佳化管理系统 46
2.3 其他流程模拟软体简介 46
2.3.1 ChemCAD 流程模拟软体简介 46
2.3.2 PRO/Ⅱ流程模拟软体简介 47
2.3.3 Hysis流程模拟软体简介 48
2.3.4 DESIGNⅡ流程模拟软体简介 48
2.3.5 ECSS工程化学模拟系统 48
2.4 Aspen Plus例题 49
2.4.1 例题1?——空气压缩机的模拟 49
2.4.1.1 例题1的条件 49
2.4.1.2 例题1的步骤说明 49
2.4.2 例题2——闪蒸分离的模拟 58
2.4.2.1 例题2的条件 58
2.4.2.2 例题2的步骤说明 58
2.4.3 例题3——RadFrac的模拟 66
2.4.3.1 RadFrac模拟简介 66
2.4.3.2 例题3的条件 69
2.4.3.3 例题3步骤说明 70
2.4.4 例题4——怎样绘製组成曲线？ 72
2.4.5 例题5——设计规定和尺寸 72
2.4.6 例题6——灵敏度分析 78
2.4.7 例题7——一个原油蒸馏塔的模拟 85
2.4.8 例题8——苯的高温分解 89
2.4.8.1 例题8的条件 89
2.4.8.2 例题8步骤说明 91
2.4.9 例题9——Aspen Plus聚合物项目 106
2.4.10 例题10——蒸馏塔 114
2.4.10.1 例题10的条件 114
2.4.10.2 例题10的步骤说明 115
第3章 单元模拟技术 122
3.1 单元模拟的步骤 122
3.1.1 前处理 122
3.1.2 求解计算 123
3.1.3 后处理 123
3.2 CFD商业软体 123
3.2.1 CFX 123
3.2.1.1 CFX简介 123
3.2.1.2 CFX的体系结构 123
3.2.1.3 CFX的模组功能 124
3.2.1.4 CFX的技术优势 126
3.2.1.5 CFX的硬体配置要求及安装 126
3.2.1.6 CFX的操作界面 128
3.2.2 Fluent 148
3.2.2.1 Fluent简介 148
3.2.2.2 Fluent的体系结构 148
3.2.2.3 Fluent的模组功能 148
3.2.2.4 Fluent的技术优势 149
3.2.2.5 Fluent的安装 149
3.2.2.6 Fluent的操作界面 149
3.2.3 其他软体简介 153
3.2.3.1 PHOENICS 153
3.2.3.2 STAR-CD 154
3.3 单元模拟软体的套用及操作示例 154
3.3.1 单元模拟软体的套用 154
3.3.1.1 CFX的套用 154
3.3.1.2 Fluent的套用 155
3.3.2 单元模拟软体的操作示例 155
3.3.2.1 CFX操作示例 155
3.3.2.2 Fluent操作示例 161
参考文献 165
序言
本书是在第一版的基础上修订的，为了便于读者更加容易自学，对第2章的内容作了全面重新编排，并把PRO/Ⅱ作为一个独立内容进行编写。本书介绍了化工流程模拟和单元模拟过程的大型套用软体及其实际套用实例，全书共3章，第1章主要介绍化工模拟的基本概念，第2章讲述化工过程模拟的基本知识，并结合AspenPlus、PRO/Ⅱ软体讲解过程模拟的具体方法和步骤。给出了空气压缩、闪蒸分离、石油精馏、苯的高温分解、甲醇-水分离、合成甲烷等大量典型的利用AspenPlus、PRO/Ⅱ流程模拟的套用实例。第3章重点介绍化工单元模拟的概念、过程和方法，详细介绍了单元模拟软体CFX和Fluent的套用实例，并给出了具体示例的操作过程。
本书可作为高等学校套用化学、化学及化工类专业本科生和研究生的教材，也可供石油与化工、轻工等行业从事开发工程的技术人员参考。
本书在编写过程中，北京化工大学化学工程学院的王水老师对第二版的修订做了大量的工作。李甜和刘吉胜同学参加了2.1至2.2.3、宋志倩和任敏敏同学参加了2.2.4至2.2.5以及2.3.1至2.3.10、董丽荣参加了2.4.1至2.4.6的编写工作。参与校正修改的同学还有贺巧丽，韩军，陈娜，邵振兴，陈远超，张琳等同学。在此一併向他们表示感谢。
儘管编者尽了最大努力，但由于工作量大、範围广，另外编者水平有限，不足之处在所难免，恳请同行及读者提出宝贵意见，以使本书更加完善。
编者
2010年8月
化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。化学工程的研究对象通常是非常複杂的，解析方法在化学工程研究中往往失效。从20世纪50年代开始，人们就利用计算机解算化工过程的数学模型，使研究方法出现了一个革新。经过40多年的发展，化工过程模拟已成为普遍採用的常规手段，广泛套用于化工过程的研究开发、设计、生产操作的控制与最佳化、操作培训和技术改造。本书旨在介绍化工过程模拟的基本概念和方法，提供利用相关模拟软体进行实际化工过程的模拟的步骤和技巧。
本书由屈一新主编。具体分工：第1章由任慧编写，第2章由屈一新、任慧编写，第3章由车耀坤编写，全书由屈一新统稿。
实际化工模拟中，不仅需要掌握有关的理论概念、公式和方法，更为关键的是提高分析解决实际问题的能力。因此，本书介绍了大量典型化工过程的模拟实例，并给出了具体方法和步骤，以便于读者自学。
本书在编写过程中，参考了相关的文献资料，在此向相关作者表示感谢。
由于编者水平有限，本书不足之处在所难免，恳请同行及读者批评指正。
编者
2006年3月