利用P-R方程估算纯组分真实气体的物性

从P-R状态方程出发,用Newton迭代法求出真实气体的摩尔体积,然后用数值方法求P-R方程的过剩焓对温度的偏导数,从而得到真实气体的剩余等压热容,由此计算出真实气体的等压热容。给出了Newton迭代方法和偏导数数值解法。编写求解程序,实际计算了一些烃类物质的等压热容。结果表明计算的误差可满足工程应用。     

C-H-O-S-惰气非均相系统的平衡组成计算

本文对有固相碳的碳-氢-氧-硫-惰气(CHOSI)非均相系统,提出了一种计算气相平衡组成的迭代算法。将化学平衡方程和物料衡算方程进行数学变换,用牛顿迭代法求解二元三次方程,从而达到快速、准确地计算CHOSI非均相系统的平衡组成。该算法能计算200～1800℃,0.1～10.0MPa和不同原子比下,有固相碳的化学平衡组成。     

注射充模过程的压力求解方法及其比较

提出了一个LU局部分解方法来求解注射充模过程的压力方程,并与其他迭代方法进行了比较。LU局部分解法是当矩阵在逐渐变大时,保留已经分解的部分,只对新增加的部分进行分解,因此相当于只对最后的稀疏矩阵进行了分解。计算表明,LU局部分解法比预条件共轭梯度法快大约1个量级,而预条件共轭梯度方法又比超松弛迭代法快大约1个量级。     

Excel在化工热力学计算中的应用

利用Excel求解化工热力学计算中的迭代和试差过程,计算过程简单明了,易于掌握,便于教学。文章选取了教学中两个典型实例进行分析,首先分析了丙烯-丙烷混合气体在高压下密度的计算,通过RK方程,结合Excel的单变量求解功能进行计算。其次分析了甲醇/乙腈体系相平衡数据的计算。     

多元混合物相包线算法改进研究

计算烃类混合物相包线的方法可归纳为两类:单变量迭代法和多变量迭代法。由于前者计算稳定性、精确性及收敛效果要优于后者,因此目前应用较为广泛。本文主要采用单变量迭代法计算相包线,针对先前的计算模型提出了改进方法,即通过调整当前迭代计算值的初值,就能实现在不影响计算精确度的前提下,收敛速度明显提高。结合Soave-Redlich-Kwrong状态方程(简称SRK状态方程)和Hysys模拟软件,本文给出算例进一步论证通过改进模型后该算法的优越性。     

PT方程基于Excel计算纯物质的饱和性质

运用PT状态方程计算纯物质饱和蒸汽压的性质,由于所联解的方程为非线性,计算流程涉及多次迭代求根等形式,人工计算是非常复杂的,甚至无法完成。而利用Excel超强的数据处理功能,通过简单的设计,可以比较容易解决饱和蒸气压和其相关的热力学性质的计算。     

试论柏努利方程

柏努利方程广泛应用于化工等领域.但由于实际流体流动过程中有内能变化,计算时会带来一定的误差,因此有必要对柏努利方程能否满足工程对精度的要求进行论证.文章通过比较理想流体柏努利方程和实际流体柏努利方程,对其物理意义和应用范围进行了分析讨论,在其应用范围内柏努利方程计算的结果才能满足工程计算上所要求的精度.     

热力学状态方程的几种数值求解方法

给出了4种热力学状态方程求摩尔体积的求解算法,讨论了这些算法的数学原理、收敛特性和具体迭代格式,并以Peng-Robinson方程为例进行了具体计算和比较。主要结论:简单迭代法收敛稳定但收敛速度慢;Aitken-Steffensen方法简单、稳定且和Newton方法具有相同的二阶收敛;Newton方法速度较快但算法比较复杂,需要计算导数;加速Newton方法速度最快但最复杂。推荐优先使用Aitken-Steffensen方法,其次是加速Newton方法。     

马丁-侯方程中参数m和B4的直接求取

马丁-侯(M-H)方程在计算液相体积、高压气体的焓熵、以及极性液体的焓熵方面有很好的精度优势,但对其中B4参数的求取需要迭代计算而影响了M-H方程在工程计算中的应用.今首先将M-H方程的m参数和物质的偏心因子ω关联起来,在保持M-H方程计算气相体积精度的条件下得到计算m的普适方法.然后提出参数B4与物质的对比温度Tr以...     

《计算机在化工中的应用》教学中发散思维能力的培养

将计算机教育融入化工专业教育,已经成为培养新时期化工专业人才的必然要求。以化工热力学中正丁烷摩尔体积的求解为例,讨论了采用Excel、Matlab、MathCAD和Aspen Plus等几种软件解一元高次方程的方法。结果表明,Excel的直接迭代法和单变量求解法、Matlab的fzero函数求解法、MathCAD的root函数求解法和牛顿迭代法以及Aspen Plus的物性分析法计算方便,结果准确,是值得推荐的解法。     

A real-time algorithm for moving horizon state and parameter estimation

A moving horizon estimation (MHE) approach to simultaneously estimate states and parameters is revisited. Two different noise models are considered, one with measurement noise and one with additional state noise. The contribution of this article is twofold. First, we transfer the real-time iteration approach, developed in Diehl et al. (2002) for nonlinear model predictive control, to the MHE approach to render it real-time feasible. The scheme reduces the computational burden to one iteration per measurement sample and separates each iteration into a preparation and an estimation phase. This drastically reduces the time between measurements and computed estimates. Secondly, we derive a numerically efficient arrival cost update scheme based on one single QR-factorization. The MHE algorithm is demonstrated on two chemical engineering problems, a thermally coupled distillation column and the Tennessee Eastman benchmark problem, and compared against an Extended Kalman Filter. The CPU times demonstrate the real-time applicability of the suggested approach.     

Trends in chemical engineering education: Process, product and sustainable chemical engineering challenges

Teaching chemical engineering has always been faced with a dilemma: either keep in touch with industry needs or incorporate new scientific concepts into the curriculum. In this paper, a short historical analysis of the evolution of chemical engineering teaching is presented and the recent trends of the two previous facets (industry and science) are briefly reviewed. The process vs product engineering concept is proposed as one of the means to achieve a better alignment between the curriculum and industry needs. A chemical engineering teaching framework, based in part on a product and a process oriented component, which has been in place in our department 5 years ago, is described and discussed. The concept of sustainable chemistry, including process and product considerations, which can be seen as the next frontier in chemical engineering education, is finally analysed from the education point of view.     

Phasengleichgewichte binärer Kohlenwasserstoff-Gemische

Phase equilibria of binary mixtures of hydrocarbons . Seven methods for the calculation of phase equilibria of binary mixtures from vapour pressure data have been programmed. Results of computations for hydrocarbon mixtures are discussed, using just one regression method and six iteration procedures based on the Gibbs-Duhem equation. The iteration methods use the approximation of experimental vapour pressure data, e. g. by means of cubic splines or orthogonal polynomials. The practical application of the results, e.g. for the simulation of separation columns, requires the regression of the vapour mole fractions following the iterative solution of the Gibbs-Duhem equation.     

Generalization of a parameter set selection procedure based on orthogonal projections and the D‐optimality criterion

Many models derived from first principles contain more parameters than can be reliably estimated from data. Selecting a subset of the parameters for estimation is one common approach to deal with this problem. One popular method sequentially selects parameters based on orthogonalization of the sensitivity vectors; however, it has the drawback that only one parameter is added at each step of the iteration and that no correlations of not yet chosen parameters can be taken into account. To address this drawback, a generalization of the parameter set selection procedure based on orthogonalization is presented in this work. The procedure can add any number of parameters at each iteration such that correlations among the parameters that will be added to the set of estimated parameters can be taken into account. It is shown that two existing parameter set selection techniques form special cases of the presented method. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012     

简支梁冲击强度的测定

简支梁冲击强度是塑料力学性能的重要指标之一,塑料材料冲击强度是工程塑料机械强度设计的依据,它反映材料在高速载荷下的韧性或对断裂的抗冲击能力,因此测量简支梁冲击强度就有重要的意义。由于简支梁冲击试验是测试试样破坏时单位面积所吸收的能量,因此影响因素很多。采用注塑成型方法和机械加工方法制备煤基高密度聚乙烯产品试样,对测定过程和影响因素进行了探讨得出了最优化的实验参数。     

自动化专业卓越工程师培养的探索与实践简

卓越工程师教育培养计划是我国工程教育改革创新的切入点和突破口,是建设创新型国家、培养主动适应社会需求的高质量工程人才的必然选择。我院以培养具有工程实践能力、创新能力和国际竞争力的人才为培养目标,构建“一主线、三平台、五能力”的卓越人才培养方案,从课程体系、校企联合培养、师资队伍建设等方面探讨卓越人才培养模式。     

浅谈“化工原理”教学中大学生工程技术素质的强化培养

工程技术素质是工科大学生最重要的素质之一,是大学生未来工作能力的基础。本文结合多年的“化工原理”教学改革的探索和实践,从优化工艺技术参数,培养经济性观念、借助数学模型处理化学工程问题、结合认知实习,培养工程理念、工程问题近似处理、加强实验教学等方丽阐述了如何培养学生的工程技术素质。实践汪明这些做法能够培养学生的工程技术素质,提高学生的综合素质。     

化工学科分子科学与工程专业生物化学的教学体会

分子科学与工程专业以化学、工程学为基础,探索化学分子机制及其在化学工程方面的应用,其中包括生物体系中化学分子机制及其工程应用。生物化学作为分子科学与工程专业的必修课之一,对于提高学生在生物化学方面的基础知识非常重要,同时有助于学生深入了解生物化学反应机制和应用。我们针对分子科学与工程专业的特点和培养目标,结合生物化学的课程特点,阐述了针对该专业的生物化学课堂教学体会,从提高学生兴趣、加强重点内容讲解、联系课堂教学和科研实际、紧随生物化学最新研究进展等几个方面做了较为详细的探索和总结。     

农科院校制药工程专业学生工程素质培养初探

制药工程专业具有较强的工程技术特点,培养制药工程专业学生的工程素质是制药工程教育的基本任务。农业院校工程专业积累较少,工程知识教育相对较薄弱,探讨如何培养学生的工程素质尤为必要。文章从课程设置、课堂教学、实践教学方面进行了初步的探讨。