Aspen Plus热力学计算简明教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Stanley I.Sandler 著，马后炮化工网 译

图书标签:

• Aspen Plus
• 热力学
• 化工
• 模拟
• 计算
• 教程
• 流程模拟
• 化工软件
• 传热
• 物性
• 化工原理

出版社： 华东理工大学出版社

ISBN：9787562847298

版次：1

商品编码：11975877

包装：精装

开本：16开

出版时间：2016-09-01

用纸：胶版纸

页数：364

字数：469000

编辑推荐

　　本书为引进版图书，介绍如何利用Aspen Plus软件完成那些繁琐的实际过程计算，使热力学课程更加有趣和有意义。本书的主要特色是内容全面，阐述详细，易于自学，叙述中不讲通用的规则，而是讲述具体的例子，目的在于鼓励读者从这些例题中归纳总结并将其所学运用到某个特定的问题中。该书被列入“十三五”国家重点图书。

内容简介

　　本书旨在向读者介绍Aspen Plus在热力学课程中的应用，同时为本科热力学课程中引入Aspen Plus 模拟软件提供一连串的方法。希望利用Aspen Plus软件完成那些繁琐的实际过程计算，使热力学课程更加有趣和有意义。书中给出了Aspen Plus软件求解各种类型问题时的界面截图，包括汽液、液液、汽液液平衡、化学反应平衡以及简单液化工艺应用、精馏和液液萃取单元操作。本书主要是面向自学，为读者提供自学式的、手把手的Aspen Plus热力学计算教程。

作者简介

　　本书原著Stanley Sandler，是美国特拉华大学杜邦讲席教授，美国工程院院士，世界著名的化工专家，化工热力学和流体相平衡研究的国际学者，AIChE和IChemE资深会员，多所国际著名大学的荣誉教授和访问教授，曾获得ACS、IUPAC、AIChE、洪堡基金会、ASEE等机构授予的诸多奖项，发表论文400多篇，长期任多种国际期刊主编、编委和顾问。该作者编写的《Chemical and Engineering Thermodynamics》已在Wiley出版社推出第四版，成为许多著名大学的经典热力学教材。

目录

第1章开始使用Aspen Plus�j1
习题9
第2章两个简单模拟案例10
习题34
第3章纯组分物性分析36
习题56
第4章NIST ThermoData Engine (TDE)57
习题66
第5章基于活度系数模型的汽液平衡计算67
5.1物性分析法70
5.2流程模拟法81
5.3应用二元组分VLE数据回归活度系数模型90
习题116
第6章基于状态方程的汽液平衡计算121
6.1物性分析法121
6.2流程模拟法124
6.3利用状态方程回归二元组分的汽液相平衡数据131
习题146
第7章液液平衡（LLE）数据回归以及汽液液平衡（VLLE）的预测148
7.1液液平衡数据的回归148
7.2液液平衡和汽液液平衡的预测162
7.3高压下的汽液液平衡172
习题179
第8章热力学方法助手和物性估算180
8.1热力学方法助手180
8.2物性估算188
8.3回归无限稀释活度系数数据194
习题205
第9章Aspen Plus�j中的化学反应平衡207
习题233
第10章简捷法精馏计算236
习题253
第11章严格法精馏计算： RadFrac254
习题273
第12章液液萃取274
习题287
第13章灵敏度分析： 一种重复性计算工具289
习题307
第14章电解质溶液308
习题342
索引344

前言/序言

　　Aspen Plus�j是一款非常强大的过程模拟软件，是用于化工过程，甚至是整个化工、制药和炼油工厂建模的工具。因此，它需要准确的热力学性质和相行为模型。边栏数字为原版图书页码，与索引中的页码对应。 　　本书旨在向读者介绍Aspen Plus在热力学课程中的应用，因此，该软件过程模拟方面的功能考虑较少。对于化学工程的本科教育，过程模拟在综合设计课程中被大量运用，通常会在这类课程中详细讲授。本书可以作为复杂过程模拟教学的基础，同时为本科热力学课程中引入Aspen Plus 模拟软件提供一连串的方法。希望通过本书的学习，学生可以利用Aspen Plus软件完成那些繁琐的实际过程计算，使热力学课程更加有趣和有意义。应用计算机进行这类计算的一个优势是可以快速获得改变参数后的计算结果，因此可以使学生积累不同输入如何影响输出方面的经验，以便于培养学生工程方面的洞察力。任何老师都知道，让学生重复进行手工计算，必将引起一片抱怨声。对某个工况做一次手工计算是重要的学习活动，而做很多同工况下的手工计算相对于学生的时间投入来说教学效果会差很多。 　　本书为读者提供自学式的、手把手式的Aspen Plus热力学计算教程，给出了应用Aspen Plus软件求解各种类型问题时的界面截图，这些问题包括汽液、液液、汽液液平衡和化学反应平衡，以及简单液化工艺应用、精馏和液液萃取单元操作。举例说明是本书的一个重要特点，本书不讲通用的规则，而是讲述具体的例子，目的是鼓励读者从这些例题中归纳总结并将其所学运用到某个特定的问题中。本书主要是面向自学，因此不应作为教科书而应作为课外参考书。但是，其中某些内容可以为学习热力学基本原理提供参考。为方便起见，在这些地方我引用了我的热力学教科书Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics, 4th ed。然而，在其他标准的热力学教科书中都可以找到相同的内容，所以本书可以与其他任何热力学教科书一起使用。 　　再次强调，虽然Aspen Plus是过程模拟软件，但是本书的重点不是过程模拟。书中包含了一些流程模拟的例子，但仅仅是因为一些热力学计算需要通过流程模拟来实现。流程模拟的例子包括汽液和汽液液闪蒸，特别是绝热闪蒸（即JT节流膨胀）计算以及化学反应平衡计算。谨记，Aspen Plus软件的功能远超过本书所介绍的内容。 　　本书旨在给予自学者手把手的指导，正因如此，书中包含了大量的屏幕截图图片。这些图片都来自于Aspen Plus�jviii并由Aspen Technology股份有限公司授权使用。AspenTech�j，aspenONE�j，Aspen Plus�j以及树叶标志均为Aspen Technology股份有限公司注册商标。版权所有。 　　读者在阅读中有任何改善的建议，对此表示不胜感激。 　　最后，非常感谢Aspen Technology股份有限公司的大力支持，并提供Aspen Plus�j个人授权证书，使得我可以在家中照顾重病的妻子的同时撰写书稿。特别感谢Aspen Technology股份有限公司的前雇员陈超群博士，他促成了本书的出版并对书稿提供了许多有用的建议。Suphat Watanasiri同样也给予了很多帮助。 　　Stanley I. Sandler

热力学计算与工程应用：从基础原理到前沿实践 本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的热力学计算框架，重点关注如何将抽象的热力学定律转化为解决实际工程问题的有效工具。本书内容涵盖了经典热力学的基础理论、先进的计算方法以及在化工、能源、材料等多个领域中的具体应用案例，力求实现理论深度与工程实用的完美结合。 --- 第一部分：热力学基础与计算范式重构（约400字） 本部分将奠定坚实的理论基础，并引导读者建立现代热力学计算的思维模式。我们摒弃传统教科书中过于侧重公式推导的叙述方式，转而强调物理图像的构建和数值方法的应用。 第一章：热力学基本概念的再审视与量化 状态变量与过程的精确描述： 深入探讨宏观与微观状态的关联性，重点解析内能、焓、熵、吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能在不同约束条件下的物理意义。 第一、第二定律的工程化表达： 强调能量守恒与熵增原理在过程可行性判断中的核心作用。引入“有效能”（Exergy）分析的概念，从能量品质的角度对能源利用效率进行量化评估，超越传统基于能量的效率指标。 热力学平衡的严谨性： 详细阐述化学势的概念及其在多相、多组分系统平衡计算中的核心地位。通过Grand Potential等热力学势的引入，为复杂的化学反应平衡和相平衡计算奠定理论基石。 第二章：热力学性质数据的获取与处理 物性数据的局限性与选择： 分析实验数据的误差来源、可靠性评估方法。讨论理想气体模型在不同温度和压力范围内的适用边界。 基于分子理论的性质预测： 介绍如何利用统计力学基础知识（如配分函数）对物质的宏观热力学性质进行初步估计，特别是在缺乏实验数据时的方法。 计算热力学导论： 明确计算热力学在现代工程中的定位，区别于实验热力学和理论热力学，突出其作为连接分子模拟与宏观现象的桥梁作用。 --- 第二部分：流体热力学性质的精密建模（约550字） 本部分聚焦于描述和预测流体（纯物质与混合物）状态方程和热力学性质的核心技术，这是所有化工过程模拟的基础。 第三章：状态方程（EOS）的深度解析与优化 经典EOS的优势与局限： 对范德华、Redlich-Kwong（RK）以及Soave-Redlich-Kwong（SRK）方程进行深入剖析，重点讨论其在临界区和高压下的表现缺陷。 Peng-Robinson (PR) 方程的工程应用： 详细介绍PR方程的参数回归方法、二-流体法（Two-Fluid Model）在气液平衡（VLE）中的应用细节，并展示如何通过改进的调和规则（Mixing Rules）提高对非理想体系的描述精度。 密度对策与高压修正： 引入基于体积转移项的EOS，如Péneloux修正，用于精确预测液体密度。讨论如何结合分子动力学（MD）模拟结果对EOS的特定参数进行定制化修正，以适应超临界流体的行为。 第四章：超越平衡：活性系数模型与非理想混合物 基于分子间作用力的模型： 详述如Wilson、NRTL、UNIQUAC模型在描述强极性、强缔合体系中的优势和局限性。重点探讨其基于局部组成概念的内在逻辑。 电解质溶液热力学： 针对离子溶液体系，介绍Pitzer模型及改良的Truhlar-Gulliver模型，用于精确计算稀溶液及浓盐溶液的活度和化学势。 网络构建与数据一致性： 阐述如何构建一个统一的物性数据库，确保温度、压力、以及不同模型计算结果之间满足热力学一致性（如吉布斯-杜黑关系），避免在集成模拟中产生计算冲突。 --- 第三部分：相平衡与化学反应热力学（约400字） 本部分深入探讨相平衡的计算技术，并结合化学反应的平衡分析，为过程设计提供关键指导。 第五章：复杂多相平衡的数值求解 闪蒸（Flash）计算的稳健性： 详细讲解连续相、不连续相体系的迭代求解算法（如Newton-Raphson法），重点分析如何选择初始猜测值以保证快速且全局收敛。 液-液-气（L-L-V）平衡： 探讨在多段萃取或高压体系中，预测多个液相共存的条件，包括界面张力的热力学处理。 固-液平衡（SLE）与结晶： 介绍利用化学势相等原理求解SLE的方法，重点分析溶解度参数理论（如Scatchard-Hildebrand）在预测共晶点方面的应用。 第六章：化学反应平衡的定量分析 反应平衡的驱动力： 以最小吉布斯自由能原理为核心，推导平衡常数（$K$）与标准反应吉布斯自由能 ($Delta G^0_r$) 之间的关系。 非理想体系中的反应平衡： 讨论当反应物或产物处于非理想溶液状态时，如何使用活性系数或逸度系数来修正反应平衡常数的计算，特别是在高温高压的合成气反应中。 热化学与反应焓的计算： 介绍如何通过反应热、热容数据对反应平衡进行温度修正（如Van’t Hoff方程的高级应用），并评估反应过程中的热负荷需求。 --- 第四部分：过程模拟中的热力学集成（约200字） 本部分将理论与工程软件操作的桥梁连接起来，强调热力学模型在流程模拟软件中的实际部署。 第七章：热力学模块的集成与灵敏度分析 模拟器中的模型选择策略： 总结针对不同工艺（如蒸馏、吸收、反应器）选择最优热力学模型的实用指南，避免过度复杂化或过于简化的错误。 参数校正与模型验证： 演示如何利用流程模拟软件中的内置工具对热力学模型参数进行后验校正，以匹配实际操作数据。 不确定性量化： 讨论在输入参数（如温度、压力、组分纯度）存在不确定性时，热力学计算结果的敏感性分布，指导工程师进行鲁棒性设计。 本书特色： 全书以大量精选的、具有挑战性的工程实例贯穿始终，所有案例均附带详细的计算步骤和结果讨论，旨在培养读者独立构建和验证热力学计算模型的能力，而非仅仅停留在公式的套用层面。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我期待在这本《Aspen Plus热力学计算简明教程》中看到更多关于高级热力学模型的深入探讨，比如涉及电解质溶液或者聚合物系统的特殊计算路径。然而，读完大半后发现，这本书的定位似乎更偏向于标准石化和基础化学工艺的流程模拟，侧重于烃类和常见有机物的热力学性质的准确表达。这并非缺点，而是定位的选择。对于我们这些处理标准流程（如加氢裂化、常减压蒸馏）的工程师来说，它提供的细节已经非常丰富了。比如，在处理高压气液平衡时，它对SRK和PR方程在不同温度压力区间内的适用性比较，简直是教科书级别的对比。我特别留意了其中关于活度系数模型的章节，作者没有陷入复杂的分子间作用力理论，而是直接展示了NRTL和Wilson模型在不同混合物体系下的参数适用范围和收敛速度差异。这种聚焦于“哪个模型在什么情况下表现最好”的实用主义态度，比那些长篇大论的理论推导要高效得多。它让我明白了，在实际工程中，模型的选择往往是一种基于经验和效果的权衡，而不是纯粹的理论最优解。

评分☆☆☆☆☆

这本《Aspen Plus热力学计算简明教程》的封面设计得相当朴实，拿在手里感觉很有分量，一看就知道是下了功夫的。我最近在整理我的工程热力学笔记，本来是想找一本更偏向理论推导的深度教材，结果无意中翻到了这本。说实话，光看名字里的“简明教程”这几个字，我还有点担心它会不会过于流于表面，毕竟Aspen Plus这套软件的复杂性不是一两天就能完全掌握的。但是，当我翻开前几章，尤其是关于物性方法的选择和状态方程的应用部分时，我的看法就完全改变了。作者在解释如何将复杂的物性数据输入到软件中，以及软件内部如何进行迭代计算时，采用了非常清晰的图示和详尽的步骤分解。比如，它对Raoult's Law和Peng-Robinson方程的参数调整，简直是手把手教你，不像有些书直接抛出公式让你自己去琢磨软件界面的对应关系。这种对实践操作的重视，让我觉得它更像是一本高级的“故障排除指南”，而不是一本枯燥的理论教科书。它没有花大篇幅去重复我们都熟悉的那些热力学定律，而是直接聚焦于如何用最有效率的方式在Aspen Plus环境中实现精确的计算结果，这点非常对我的胃口，尤其是在时间紧迫的项目收尾阶段，能快速定位问题是王道。

评分☆☆☆☆☆

从一个长期在模拟软件中挣扎的“老手”的角度来看，这本书最宝贵的价值在于它对“陷阱”的预警和规避策略。很多模拟软件的学习曲线非常陡峭，初学者往往在跑不收敛或者结果明显偏离物理现实时感到沮丧，然后就陷入了无休止地修改参数的恶性循环。这本书的后半部分，专门辟出章节讲解了常见的问题诊断，比如迭代不收敛的原因分析、物性数据不一致导致的错误，以及边界条件设置不合理的后果。它并没有简单地说“如果出现A错误，就尝试B方法”，而是深入分析了导致这些错误背后的热力学或流程结构性原因。例如，它详细阐述了在进行高温高压气液平衡计算时，如果初始猜想的汽相摩尔分数过低，可能导致求解器陷入局部最优解的现象，并给出了针对性的预处理建议。这种基于经验的“软知识”的传授，是任何官方文档都无法替代的，它极大地节省了我们在实际工作中“试错”的时间成本。可以说，这本书与其说是一本教程，不如说是一份久经考验的工程智慧结晶，非常值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量给我留下了深刻印象。在处理复杂流程模拟时，清晰的流程图和数据表格至关重要，但很多技术书籍在这方面往往处理得比较粗糙，导致读者阅读时需要花费大量时间去对照文字和图形。这本教程在这方面做得非常出色。每一组模拟结果的截图，都像是精心截取的最佳案例，关键的输入参数和输出结果都被高亮或标注出来，使得读者可以快速地将书上的内容与自己软件界面上的操作对应起来。尤其是关于建立自定义模型的扩展性章节，作者展示了如何利用用户自定义模块（User-Defined Models）来集成外部计算程序的结果，这在处理软件内置模型无法覆盖的特殊反应动力学时尤其有用。虽然我目前还没机会亲手搭建那样的复杂模块，但光是看着作者提供的结构化思路和代码框架示例，就让人对Aspen Plus的灵活性有了更深的认识。它成功地将软件的“黑箱”部分揭开了一角，展示了其强大的可编程性，这对于希望将研究工作与工程实践紧密结合的读者来说，无疑是一个巨大的加分项。

评分☆☆☆☆☆

我是一位刚刚接触化工模拟软件不久的研究生，之前的课程主要集中在化学工程原理的基础概念上，对于Aspen Plus这个庞大的系统，我常常感到无从下手，打开软件界面就有一种迷茫感。市面上很多资源要么是针对资深工程师的专业手册，充满了各种晦涩的缩写和默认设置的背书；要么就是一些零散的、只讲解单一模块（比如反应器或精馏塔）的视频教程。这本书的出现，对我而言简直是一股清流。它最让我欣赏的是其结构布局的逻辑性。它不是按照软件菜单的顺序来编排内容的，而是完全围绕“一个典型的化工过程是如何被建模和求解的”这一核心思路展开的。它从物料衡算和能量衡算的基础框架搭建开始，逐步过渡到相平衡计算的敏感性分析，最后才谈及如何优化和报告结果。这种由宏观到微观，再回归整体优化的叙事方式，极大地帮助我建立了完整的认知地图。特别是关于物流和能量流的追踪章节，作者用了很多篇幅来解释为什么在某些工况下需要手动调整初始猜测值，而不是仅仅依赖软件的自动求解。这种对“不完美”工程现实的坦诚描述，让这本书的实用价值远超一般教材的水平。

评分☆☆☆☆☆

不错。

评分☆☆☆☆☆

订单号：37157418510 2016-10-05 14:20:40

评分☆☆☆☆☆

无

评分☆☆☆☆☆

方法车徐共沸不回家哈哈哈点点滴滴根本

评分☆☆☆☆☆

很不错的书，好好学习天天向上

评分☆☆☆☆☆

东西不错，专业书籍

评分☆☆☆☆☆

值了

评分☆☆☆☆☆

老公本来买来要学习的，不过买来就放家里啦。。。。

评分☆☆☆☆☆

书不错，就是包装很不好，下雨的话书肯定挂了