《化工過程分析與綜合》介紹了過程系統工程學的發展歷史及研究進展,過程系統工程的基本概念和特點,重點介紹了過程系統的穩態模擬、換熱器網絡綜合、分離序列綜合、過程系統能量集成、過程系統質量集成的基本方法,兼顧傳統內容與現代內容。通過實際工程案例的研究和應用,將知識點與興趣點結合,培養學生分析和解決實際問題的能力。《化工過程分析與綜合》可作為化工類及相關專業高年級本科生及研究生教材,也可供相關研究人員參考。
《化工過程分析與綜合》是化工類專業必修課配套教材;《化工過程分析與綜合》匯集了作者十余年來的教學經驗,充分借鑒國內外相關教材、專著和文獻;傳統內容與現代內容并舉;通過實際工程案例的研究和應用,將知識點與興趣點結合,以培養學生分析和解決實際問題的能力。
都健,大連理工大學教授。 社會兼職:中國系統工程學會過程系統工程專業委員會委員中國化工學會信息技術應用專業委員會委員 負責的基金項目:1、過程系統質量交換網絡和熱交換網絡同步集成研究 國家自然科學基金 2010-20122、柔性換熱器網絡綜合與先進控制集成理論和方法研究 國家自然科學基金 2016-20193、石化工業大規模換熱器網絡的柔性綜合與用能優化關鍵技術研究 遼寧省自然科學基金 2014-2016 主講課程:化工過程分析與綜合 本科生化工原理 本科生化工系統工程 碩士生過程工程 博士生 負責的省級以上教學改革項目1、化工過程分析與合成 遼寧省資源共享課建設項目 2015年2、化工過程分析與合成 遼寧省精品課程 2008年3、化工原理 遼寧省精品課程 2005年4、化工原理網絡課程 教育部 2005年5、化工原理素材庫建設 教育部 2006年
第1章緒論 / 11.1過程系統工程的進展11.2基本概念21.2.1過程系統21.2.2過程系統分析21.2.3過程系統綜合21.2.4過程系統優化31.3本課程的特點3參考文獻4第2章過程系統的穩態模擬 / 62.1過程系統的穩態模擬概述62.1.1過程系統的數學模型62.1.2過程系統模擬的基本任務72.1.3過程系統穩態模擬的基本方法92.1.4流程模擬軟件簡介92.2過程單元與過程系統的自由度分析112.2.1自由度概念112.2.2過程單元的自由度分析122.2.3過程系統的自由度分析162.3過程系統模擬的序貫模塊法172.3.1序貫模塊法的基本問題182.3.2不相關子系統的分隔192.3.3不可分隔子系統的斷裂252.3.4斷裂流股變量的收斂282.3.5應用實例312.4過程系統模擬的聯立方程法402.4.1聯立方程法的基本思想和特點402.4.2稀疏線性方程組的解法422.5過程系統模擬的聯立模塊法482.5.1聯立模塊法的基本思想和特點482.5.2簡化模型建立中問題的描述方式492.5.3單元簡化模型的形式50本章符號說明52參考文獻53習題54第3章換熱器網絡綜合 / 563.1換熱器網絡的綜合問題563.2過程系統的夾點及其意義583.2.1溫-焓圖(T-H圖)593.2.2組合曲線603.2.3在溫-焓圖上描述夾點623.2.4問題表格法確定夾點653.2.5夾點的意義703.3過程系統夾點位置的確定723.3.1操作型夾點計算733.3.2設計型夾點計算733.4過程系統的總組合曲線753.4.1總組合曲線繪制方法分類753.4.2問題表格法繪制總組合曲線753.4.3圖解法繪制總組合曲線773.4.4總組合曲線的意義793.5根據溫-焓圖綜合換熱器網絡803.5.1熱力學最小傳熱面積網絡的分析803.5.2熱力學最小傳熱面積網絡的綜合813.5.3熱力學最小傳熱面積網絡的改進833.6夾點設計法綜合換熱器網絡843.6.1夾點處物流匹配換熱的可行性規則853.6.2物流匹配的經驗規則893.7換熱器網絡的調優953.7.1最少換熱設備個數與熱負荷回路953.7.2熱負荷回路的斷開963.7.3熱負荷路徑及能量松弛1003.8分步綜合換熱器網絡的數學規劃法轉運模型法1123.8.1轉運模型1133.8.2最小公用工程費用問題1153.8.3最少換熱設備個數問題1183.8.4利用轉運模型綜合的步驟1203.9同步綜合換熱器網絡的數學規劃法超結構法1203.9.1基于分級超結構的混合整數非線性規劃模型1213.9.2基于分級超結構的混合整數非線性規劃模型的求解123本章符號說明126參考文獻128習題132第4章分離序列綜合 / 1344.1分離序列綜合概述1344.2分離序列綜合的基本概念1354.2.1分離序列綜合問題的定義1354.2.2分離序列綜合組合問題1354.2.3分離序列方案評價1384.2.4分離過程的能耗1394.3有序直觀推斷法1414.4漸進調優法1454.4.1建立初始分離序列1454.4.2確定調優法則1454.4.3制定調優策略1464.5數學規劃法1494.5.1動態規劃法1504.5.2有序分支搜索法1554.5.3超結構法157本章符號說明164參考文獻164習題166第5章過程系統能量集成 / 1675.1過程系統能量集成概述1675.2蒸餾過程與過程系統的能量集成1685.2.1蒸餾塔在系統中的合理設置1685.2.2蒸餾過程與過程系統的能量集成1695.3公用工程與過程系統的能量集成1765.3.1熱機與熱泵在系統中的合理設置1775.3.2熱機在熱集成過程中熱負荷及溫位的限制1775.4全局能量集成1785.4.1全局組合曲線和全局夾點1795.4.2全局能量集成的加/減原則1805.5夾點分析在過程系統能量集成中的應用1825.5.1過程用能的一致性原則1825.5.2過程流股的提取及參數的確定1845.5.3過程系統用能診斷1865.5.4過程系統用能調優1895.5.5工業應用實例190本章符號說明196參考文獻196習題196第6章過程系統質量集成 / 1986.1過程系統質量集成概述1986.2質量交換網絡綜合1986.2.1基本概念1986.2.2質量交換網絡與熱交換網絡的類比2006.2.3質量交換網絡綜合方法2006.3質量夾點法2016.3.1最小濃度差與濃度轉換2016.3.2組合曲線法確定夾點2026.3.3濃度間隔圖表法確定夾點2066.3.4質量交換網絡綜合準則2086.3.5質量集成2096.4水分配網絡綜合2106.4.1基本概念2106.4.2水分配網絡綜合方法210本章符號說明215參考文獻215習題217