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绪论 1

一、现代化工计算的内容 1

二、化工计算的作用 1

三、现代化工计算课程的学习方法 2

单元一 数据处理 4

任务一 单位换算 4

一、单位制度的构成及其种类 5

二、单位换算的方法 9

任务二 插值 13

一、常用的插值方法 14

二、采用Excel进行插值 16

知识拓展 线性插值和Lagrange插值Excel VBA函数 16

任务三 曲线拟合 18

一、关联函数的选择和线性化 18

二、线性最小二乘法 20

三、采用Excel曲线拟合 23

知识拓展 曲线拟合效果分析 24

任务四 求解一元非线性方程 26

一、一元非线性方程求根方法 27

二、手工求解一元非线性方程 30

三、采用Excel求解一元非线性方程 31

知识拓展 求解一元三次非线性方程的Excel VBA函数 32

任务五 求解线性方程组 33

一、线性方程组的求解方法 34

二、手工求解线性方程组 37

三、采用Excel解线性方程组 37

知识拓展 利用Excel自带的函数和功能求解线性方程组 38

任务六 采用ChemCAD回归物性公式参数 41

复习思考题 46

习题 47

单元二 气体的热力学性质计算 49

任务一 计算气体的p、 V、 T数据 49

一、气体p、 V、 T数据的计算方法 49

二、手工计算气体的p、 V、 T数据 56

三、采用Excel计算气体的p、 V、 T数据 58

四、采用ChemCAD计算气体p、 V、 T数据 59

知识拓展 由立方型状态方程求体积的Excel VBA函数 62

任务二 计算气体的焓（h）熵（s）数据 63

一、气体h、 s的计算方法 63

二、手工计算气体的h、s数据 66

三、采用Excel计算气体的h、 s数据 68

四、采用ChemCAD计算气体的h、 s数据 69

知识拓展 由立方型状态方程求剩余性质的Excel VBA函数 71

复习思考题 74

习题 74

单元三 化工过程物料衡算 76

任务一 理解物料衡算基础知识 76

一、物料衡算的两大类型 76

二、化工生产过程的类型 76

三、物料衡算的理论依据及物料衡算式 77

四、物料衡算计算基准及其选择 78

五、物料衡算的一般步骤 80

任务二 物理过程的物料衡算 81

一、混合过程物料衡算 81

二、蒸发与结晶过程物料衡算 82

三、吸收过程物料衡算 82

四、精馏过程物料衡算 83

任务三 化学反应过程的物料衡算 84

一、反应物配比 85

二、转化率、选择性、收率 85

三、简单反应系统的物料衡算 88

四、复杂反应系统的物料衡算 91

复习思考题 94

习题 94

单元四 单一化工过程能量衡算 96

任务一 计算显热 96

一、采用Excel进行显热计算 96

二、采用ChemCAD计算显热 106

任务二 计算相变潜热 111

一、相变潜热的计算方法 111

二、采用Excel计算相变潜热 113

三、采用ChemCAD计算相变潜热 114

任务三 计算溶解与混合过程热效应 116

一、积分溶解热与积分混合热概念 116

二、手工计算溶解与混合过程热效应 117

三、采用Excel计算溶解与混合过程热效应 120

四、采用ChemCAD计算溶解与混合过程热效应 122

任务四计算化学反应过程热效应 126

一、化学反应热的计算方法 126

二、手工计算化学反应热 128

三、采用Excel计算化学反应热 130

四、采用ChemCAD计算化学反应热 132

任务五 计算气体压缩功 136

一、压缩功的计算方法 136

二、采用Excel计算各类压缩功 140

三、采用 ChemCAD计算各类压缩功 141

四、原动机功率的估算 142

复习思考题 144

习题 144

单元五 典型化工过程工艺计算 146

任务一精馏设计与严格模拟 146

一、采用ChemCAD进行精馏塔简捷设计计算 146

二、精馏过程严格计算 148

三、精馏设备的设计 157

任务二 硫黄制酸过程物料、能量衡算 158

一、计算熔硫釜的蒸汽消耗量 159

二、根据生产任务，计算原料硫黄、空气、水的消耗量 160

三、计算焚硫过程中空气过剩系数与炉气组成、炉气温度之间的关系 161

四、计算废热锅炉的产汽量 165

五、计算SO2的实际转化率和平衡转化率 166

六、计算空气过剩系数、SO2转化率和转化炉一段出口温度之间的关系 170

任务三 计算并绘制合成氨厂CO变换反应的t-x图 173

一、确定变换炉一段出口温度和一段变换率 174

二、计算绝热反应操作线方程、平衡线方程和最佳反应温度线方程 177

三、采用Excel绘制CO变换炉一段t-x图 178

任务四CO变换炉催化剂用量计算 178

一、化学反应速率的表示 179

二、采用手工计算CO变换催化剂用量 180

三、采用Excel计算c0变换催化剂用量 180

四、采用ChemCAD计算c0变换催化剂用量 184

任务五甲醇脱水生产二甲醚过程的概念设计 186

一、过程的基本信息 187

二、流程输入输出结构和循环结构 187

三、反应器的工艺设计 188

四、分离系统 191

五、全流程模拟 195

六、能量集成 196

任务六氯化氢合成工艺中典型换热器设计 197

一、氯化氢合成工艺概述 198

二、列管式换热器工艺设计 198

三、换热器经济评价 200

任务七 乙炔发生器设计 201

一、乙炔制备工艺概述 201

二、乙炔发生与清净原理 202

三、乙炔发生器的物料衡算和热量衡算 202

四、乙炔发生器的初步设计 205

复习思考题 206

习题 206

附录 208

附录1常用数据表 208

附录2常用热力学图 223

附录3 ChemCAD简介 229

附3.1什么是ChemCAD 229

附3.2什么是流程模拟 229

附3.3 ChemCAD的用途 229

附3.4 ChemCAD的应用领域 230

附3.5 ChemCAD 6.0的运行界面 230

附3.6 ChemCAD 6.0进行流程模拟的基本步骤 231

参考文献 239

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