過程系統工程

本書系統深入地論述了過程系統工程學科的基礎理論、方法和策略，加強理論與工程應用的聯繫，充分反映國內外在過程系統工程領域的理論研究和工程應用成果，把讀者帶到學科領域前沿。全書共分13章，包括緒論、過程系統穩態模擬、過程系統動態模擬、過程系統優化的基本概念及基礎最優化方法、線性規劃、非線性規劃、混合整數規劃、多目標優化、間歇過程系統的優化、換熱器網絡綜合、蒸餾分離序列的綜合、反應器網絡綜合及過程系統集成。

參加本書編寫的院校有清華大學、天津大學、青島科技大學、武漢理工大學、華東理工大學和大連理工大學。參編教師均具有較豐富的教學和科學研究實踐經驗。

本書面向化學工程與技術學科，符合工學碩士研究生培養要求，也可作為本科生和工程技術人員繼續學習的參考書。

1.1　過程系統工程

1.2　過程系統工程研究的基本問題

1.2.1 過程系統模型化與模擬

1.2.2　過程系統優化

1.2.3 過程系統綜合與集成

1.2.4　過程系統工程的進展概貌

1.3　過程系統工程的研究方法

1.4　學習過程系統工程課程的方法建議

參考文獻

2　過程系統穩態模擬

2.1　過程系統穩態模擬的基本概念

2.1.1 過程系統的數學模型

2.1.2 系統的自由度分析

2.1.3 過程系統穩態模擬的基本方法

2.2　過程系統模擬的序貫模塊法

2.2.1 氨合成系統的物料衡算流程模擬

2.2.2 不可分隔子系統的識別

2.2.3 不可分隔子系統的斷裂

2.2.4 斷裂物流變量的收斂

2.3　過程系統模擬的聯立方程法

2.3.1 大型稀疏非線性方程組的降維解法

2.3.2 聯立線性方程組法解大型稀疏非線性方程組

2.4　過程系統模擬的聯立模塊法

2.4.1 簡化模型的建立方法

2.4.2　攝動法求簡化模型係數矩陣

2.5　過程模擬的應用

2.5.1 氨合成工段的流程

2.5.2 氨合成工段的穩態模型

2.5.3 氨合成工段的穩態模擬系統

2.6　過程穩態模擬發展趨勢

符號説明

參考文獻

思考題

3.1　過程系統動態模擬基礎

3.1.1 動態模擬的必要性

3.1.2 動態模擬與穩態模擬的區別

3.1.3 如何由穩態模擬過渡到動態模擬

3.1.4　過程系統動態模型

3.1.5　過程動態模擬系統

3.2　過程系統動態模擬方法

3.2.1　序貫模塊法

3.2.2　聯立方程法

3.2.3　聯立模塊法

3.2.4 常微分方程組(ODEg)的求解

3.2.5 微分代數方程組(DAEs)的求解

3.3　精餾過程動態模擬

3.3.1 精餾過程動態模型

3.3.2 精餾過程動態模型的求解

3.3.3　精餾過程快速動態模擬

3.4　過程系統動態模擬實例

3.4.1 簡單閃蒸分離過程動態模擬

3.4.2 甲苯加氫制苯全流程動態模擬

3.5　過程仿真培訓系統

3.5.1 國內過程仿真培訓系統開發情況

3.5.2 國外過程仿真培訓系統開發情況

3.5.3 過程仿真培訓系統的硬件結構

3.5.4 過程仿真培訓系統的軟件結構

3.5.5 過程仿真培訓系統的發展趨勢

3.6　過程系統動態模擬發展趨勢

符號説明

參考文獻

思考題

4　過程系統優化的基本概念及基礎最優化方法

4.1　最優化問題的提出及其模型化

4.2　過程系統最優化問題數學模型的一般型式

4.3　最優化數學方法分類

4.4　無約束最優化方法

4.4.1 多變量函數的無約束優化策略

4.4.2 負梯度法

4.4.3　單純形法

4.4.4 牛頓型法

4.4.5 擬牛頓法——秩一逆修正法

4.4.6　變尺度法

……

5 線性規劃

6 非線性規劃

7 混合整數規劃

8 多目標優化

9 間歇過程系統的優化

10 換熱器網絡綜合

11 蒸餾分離序列的綜合

12 反應器網絡綜合

13 過程系統集成

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