计算机在化工中的应用课程教学大纲

《计算机在化工中的应用》课程教学大纲课程名称：计算机在化工中的应用课程类型:专业选修课总学时：36讲课学时：36实验学时：0学分：2适用对象:化学工程与工艺专业学生先修课程：化工原理、数值计算方法和计算机编程能力一、课程性质、目的和任务正如计算机在其他工业和工程领域中得到广泛的应用一样，在化学工业和化学工程领域中，计算机的应用已经深入到各个方面。计算机在化工中的应用需要三个方面的知识作基础：化工基本概念、数值计算方法和计算机编程能力。本门课程以实际应用例子为对象，在叙述和分析中将化工概念、数学方法和编写程序三者紧密结合，通过对流体热力学性质的估算、流体输送与换热器的计算、精馏的计算使学生的化工计算机应用能力在实践中得到培养和提高，并对化工常用软件有较好的了解。二、教学基本要求通过本课程的学习使学生初步掌握化工单元操作中计算问题的计算机求解能力，并对已有的化工计算软件有一定的了解。三、教学内容及要求教学内容教学要求1.状态方程与热力学性质数学模型，热力学性质及求解过程，程序编写。基本原理和基本定义；状态方程和数学模型；求解热力学性质的例程序详解；程序框图，计算步骤。2.汽液相平衡计算相平衡的表示，逸度系数，活度系数计算逸度系数计算；液相混合物的活度系数计算；计算机计算的注意点。3.流体输送的计算过程分析，模型建立，计算过程分析，求解过程的数学模型；变量和自由度分析；流体输送过程的求解。4.换热器的计算换热器的结构，过程分析，编程求解。列管换热器的计算；套管换热器的计算。5.单级分离过程的计算泡点、露点的计算，闪蒸的计算。单级分离过程分析计算。相平衡常数的计算；泡点、露点温度的计算；等温闪蒸计算；等焓闪蒸的计算；等熵膨胀计算；程序框图，计算步骤。6.二元精馏操作线方程；全塔物料衡算；二元精馏最小回流比；逐板计算；精馏塔操作的模拟掌握普通二元精馏物料横算计算方法，最小回流比的计算过程，全塔过程的模拟。7.多元精馏简捷计算法关键组分的选取原则，简捷法计算的公式及计算关键组分；Fenske方程；Underwood方程；FUG法设计和模拟计算。8.精馏计算严格法求解通用数学模型；泡点法求解MESH方程掌握严格法计算过程，理解数学模型的建立方法和模拟计算。9.化工常用计算软件介绍HYSIS、AspenPlus介绍，功能简介，实例讲解了解商业软件的现状、功能及基本使用方法。四、课程的重点和难点第一章．状态方程与热力学性质重点：状态方程和数学模型。难点：热力学性质的求解过程。第二章．汽液相平衡计算重点：逸度系数，活度系数计算。难点：活度系数的求解。第三章．流体输送的计算重点：流体输送过程的求解。难点：过程分析，模型建立。第四章．换热器的计算重点：列管换热器的计算。难点：换热器过程分析。第五章．单级分离过程的计算重点：泡点、露点温度的计算。难点：程序框图的建立。第六章．二元精馏重点：逐板计算难点：全塔过程的模拟。第七章．多元精馏简捷计算法重点：FUG法设计难点：模拟计算第八章．精馏计算严格法求解重点：泡点法求解MESH方程难点：泡点法求解MESH方程第九章．化工常用计算软件介绍重点：软件功能及应用难点：软件功能及应用五、实践环节自主上机六、各教学环节学时分配教学内容课堂讲授学时状态方程与热力学性质6汽液相平衡计算3流体输送的计算3换热器的计算3单级分离过程的计算6二元精馏4多元精馏简捷计算法3精馏计算严格法求解4化工常用计算软件介绍4七、考核方式上交程序八、推荐教材和教学参考书教材：《化工计算机计算》，陈中亮编著，化学工业出版社，2000年。参考书：《C常用算法程序集》，徐士良编著，清华大学出版社，1994年。《计算机在化学化工中的应用》，方利国陈砺编著，化学工业出版社，2003年。《化工原理计算机辅助计算》，李炽章编著，华东化工学院，1991年。大纲制订人：赵鹏制订日期：2009.9