化工过程模拟与计算(第1章绪论).ppt
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1、化工过程模拟与计算化工过程模拟与计算1 1.第第1章章 绪论绪论1.1 概述概述1.2 化工过程模拟分类化工过程模拟分类1.3 化工过程模拟发展简史化工过程模拟发展简史1.4 化工过程模拟的功能化工过程模拟的功能1.5 化工过程稳态模拟系统的构成化工过程稳态模拟系统的构成1.6 课程内容及要求课程内容及要求2 2.1.1.1化学工程学科发展的三次飞跃化学工程学科发展的三次飞跃u第一次飞跃:第一次飞跃:“单元操作单元操作”概念的提出;概念的提出;u第二次飞跃:第二次飞跃:“传递过程传递过程”概念的提出,概念的提出,Bird传传递现象递现象出版,出版,“三传一反三传一反”特征确立;特征确立;u第三
2、次飞跃?第三次飞跃?过程系统工程、产品工程、多尺度。过程系统工程、产品工程、多尺度。1.1 概述概述3 3.“三传三传”为为动量传递动量传递(流体输送流体输送、过滤、过滤、沉降沉降、固体流态化、固体流态化等,遵循流体动力学基本规律)、等,遵循流体动力学基本规律)、热量传递热量传递(加热、冷却、(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递质量传递(蒸馏、(蒸馏、吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),“一反一反”为化学反应过程。为化学反应过程。“三传一反三传一反”概括了化工生产过程的全部特征,概
3、括了化工生产过程的全部特征,传传递过程递过程被认为是单元操作的理论基础,开辟了化学被认为是单元操作的理论基础,开辟了化学工程发展过程的第二个历程。工程发展过程的第二个历程。4 4.1.1.2化学工程模拟的概念化学工程模拟的概念化工过程模拟是一种高科技手段;化工过程模拟是一种高科技手段;它根据它根据化工单元过程化工单元过程和和热力学的基本方程热力学的基本方程,应用现,应用现代数学方法,编制成计算机软件,使之能够模拟实代数学方法,编制成计算机软件,使之能够模拟实际的化工生产过程。际的化工生产过程。5 5.1.2 化工过程模拟的分类化工过程模拟的分类化工过程化工过程稳态模拟稳态模拟化工过程化工过程动
4、态模拟动态模拟6 6.化工过程化工过程稳态模拟:稳态模拟:为通常所说的化工过程模拟或流程模拟;为通常所说的化工过程模拟或流程模拟;根据化工过程的稳态数据,根据化工过程的稳态数据,如物料的压力、温度、流量、如物料的压力、温度、流量、组成和有关的工艺操作条件、工艺规定、产品规格以及组成和有关的工艺操作条件、工艺规定、产品规格以及一定的设备参数,如蒸馏塔的板数,进料位置等,一定的设备参数,如蒸馏塔的板数,进料位置等,采用采用适当的模拟软件,用计算机模拟实际的稳态过程,得出适当的模拟软件,用计算机模拟实际的稳态过程,得出所计算的整个流程或单元过程详细的物料平衡和热量平所计算的整个流程或单元过程详细的物
5、料平衡和热量平衡数据。衡数据。得到的重要参数:材料消耗、公用工程消耗,产品、副得到的重要参数:材料消耗、公用工程消耗,产品、副产品的产量、组成和质量等重要参数。产品的产量、组成和质量等重要参数。7 7.化工过程化工过程动态模拟动态模拟它是计算装置的某个或数个参数发生变动时,其他所有参数它是计算装置的某个或数个参数发生变动时,其他所有参数如何随时间而发生变化。如何随时间而发生变化。它的计算永远不会终结,对于任何一个参数的变动,计算结它的计算永远不会终结,对于任何一个参数的变动,计算结果都是系统中所有工艺参数及相应的性质随时间变化的关系果都是系统中所有工艺参数及相应的性质随时间变化的关系曲线。曲线
6、。用途:过程动态特性分析、控制方案的制定、开停车方案的用途:过程动态特性分析、控制方案的制定、开停车方案的优化以及操作工培训软件的开发等。优化以及操作工培训软件的开发等。8 8.1.3 化工过程模拟发展简史化工过程模拟发展简史1.3.1国外国外p起源:起源:20世纪世纪50年代中后期,年代中后期,1958年美国的年美国的M.W.Kellogg公司推出了世界上第一个化工模拟程序公司推出了世界上第一个化工模拟程序-Flexible Flowsheeting。p初始发展期:整个初始发展期:整个60年代,国外各有关大学、研究机构年代,国外各有关大学、研究机构和炼油、石化公司纷纷开始研究自己的模拟系统。
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