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第1章 绪论 1

1.1 过程系统工程的进展 1

1.2 基本概念 2

1.2.1 过程系统 2

1.2.2 过程系统分析 2

1.2.3 过程系统综合 2

1.2.4 过程系统优化 3

1.3 本课程的特点 3

参考文献 4

第2章 过程系统的稳态模拟 6

2.1 过程系统的稳态模拟概述 6

2.1.1 过程系统的数学模型 6

2.1.2 过程系统模拟的基本任务 7

2.1.3 过程系统稳态模拟的基本方法 9

2.1.4 流程模拟软件简介 9

2.2 过程单元与过程系统的自由度分析 11

2.2.1 自由度概念 11

2.2.2 过程单元的自由度分析 12

2.2.3 过程系统的自由度分析 16

2.3 过程系统模拟的序贯模块法 17

2.3.1 序贯模块法的基本问题 18

2.3.2 不相关子系统的分隔 19

2.3.3 不可分隔子系统的断裂 25

2.3.4 断裂流股变量的收敛 28

2.3.5 应用实例 31

2.4 过程系统模拟的联立方程法 40

2.4.1 联立方程法的基本思想和特点 40

2.4.2 稀疏线性方程组的解法 42

2.5 过程系统模拟的联立模块法 48

2.5.1 联立模块法的基本思想和特点 48

2.5.2 简化模型建立中问题的描述方式 49

2.5.3 单元简化模型的形式 50

本章符号说明 52

参考文献 53

习题 54

第3章 换热器网络综合 56

3.1 换热器网络的综合问题 56

3.2 过程系统的夹点及其意义 58

3.2.1 温-焓图（T-H图） 59

3.2.2 组合曲线 60

3.2.3 在温-焓图上描述夹点 62

3.2.4 问题表格法确定夹点 65

3.2.5 夹点的意义 70

3.3 过程系统夹点位置的确定 72

3.3.1 操作型夹点计算 73

3.3.2 设计型夹点计算 73

3.4 过程系统的总组合曲线 75

3.4.1 总组合曲线绘制方法分类 75

3.4.2 问题表格法绘制总组合曲线 75

3.4.3 图解法绘制总组合曲线 77

3.4.4 总组合曲线的意义 79

3.5 根据温-焓图综合换热器网络 80

3.5.1 热力学最小传热面积网络的分析 80

3.5.2 热力学最小传热面积网络的综合 81

3.5.3 热力学最小传热面积网络的改进 83

3.6 夹点设计法综合换热器网络 84

3.6.1 夹点处物流匹配换热的可行性规则 85

3.6.2 物流匹配的经验规则 89

3.7 换热器网络的调优 95

3.7.1 最少换热设备个数与热负荷回路 95

3.7.2 热负荷回路的断开 96

3.7.3 热负荷路径及能量松弛 100

3.8 分步综合换热器网络的数学规划法——转运模型法 112

3.8.1 转运模型 113

3.8.2 最小公用工程费用问题 115

3.8.3 最少换热设备个数问题 118

3.8.4 利用转运模型综合的步骤 120

3.9 同步综合换热器网络的数学规划法——超结构法 120

3.9.1 基于分级超结构的混合整数非线性规划模型 121

3.9.2 基于分级超结构的混合整数非线性规划模型的求解 123

本章符号说明 126

参考文献 128

习题 132

第4章 分离序列综合 134

4.1 分离序列综合概述 134

4.2 分离序列综合的基本概念 135

4.2.1 分离序列综合问题的定义 135

4.2.2 分离序列综合组合问题 135

4.2.3 分离序列方案评价 138

4.2.4 分离过程的能耗 139

4.3 有序直观推断法 141

4.4 渐进调优法 145

4.4.1 建立初始分离序列 145

4.4.2 确定调优法则 145

4.4.3 制定调优策略 146

4.5 数学规划法 149

4.5.1 动态规划法 150

4.5.2 有序分支搜索法 155

4.5.3 超结构法 157

本章符号说明 164

参考文献 164

习题 166

第5章 过程系统能量集成 167

5.1 过程系统能量集成概述 167

5.2 蒸馏过程与过程系统的能量集成 168

5.2.1 蒸馏塔在系统中的合理设置 168

5.2.2 蒸馏过程与过程系统的能量集成 169

5.3 公用工程与过程系统的能量集成 176

5.3.1 热机与热泵在系统中的合理设置 177

5.3.2 热机在热集成过程中热负荷及温位的限制 177

5.4 全局能量集成 178

5.4.1 全局组合曲线和全局夹点 179

5.4.2 全局能量集成的加／减原则 180

5.5 夹点分析在过程系统能量集成中的应用 182

5.5.1 过程用能的一致性原则 182

5.5.2 过程流股的提取及参数的确定 184

5.5.3 过程系统用能诊断 186

5.5.4 过程系统用能调优 189

5.5.5 工业应用实例 190

本章符号说明 196

参考文献 196

习题 196

第6章 过程系统质量集成 198

6.1 过程系统质量集成概述 198

6.2 质量交换网络综合 198

6.2.1 基本概念 198

6.2.2 质量交换网络与热交换网络的类比 200

6.2.3 质量交换网络综合方法 200

6.3 质量夹点法 201

6.3.1 最小浓度差与浓度转换 201

6.3.2 组合曲线法确定夹点 202

6.3.3 浓度间隔图表法确定夹点 206

6.3.4 质量交换网络综合准则 208

6.3.5 质量集成 209

6.4 水分配网络综合 210

6.4.1 基本概念 210

6.4.2 水分配网络综合方法 210

本章符号说明 215

参考文献 215

习题 217