化工热力学计算软件说明浙江大学化学与生物工程系蔡振云
浙江大学化学与生物工程系 蔡振云
例3.13 ( Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics , 7th ed. )
（a）估计饱和液氨在310K的密度；
（b）估计液氨在310K及100bar的密度。
用于热力学单相性质计算
解： 用化工热力学计算软件
需要的数据
例表5- 5 纯组分的物性常数
纯组分
Rackett 方程参数
(i)
Tc/K pc/MPa α
β
Antoin4 8.092 0.2273 0.0219 9.4138 3477.9 -40.53
水(2) 647.30 22.119 0.2251 0.0321 9.3876 3826.36 -45.47
输入独立变量、Wilson能量参数和例表5-3中的 物性常数。
计算结果： T=350.54K
y1=0.7151
用于相平衡的计算
特点：1 方便，快速； 2 计算结果内容比较多； 3 比普通方法有优势。
缺点：1 EOS法使用是P-R方程 2 γ法是Wilson+ideal gas
特点：1 方便，快速； 2 计算结果内容比较多； 3 比普通方法有优势。
例题5- 3 （陈新志等， 化工热力学，2009版）
试用Wilson方程确定0.1013MPa下， x1=0.4的 甲醇（1）－水（2）液体混合物的泡点温度和 汽相组成。已知 21 22 1631.04Jmol-1和 Jmol-1。 12 11 1085 .13
Excel在化工热力学计算中的应用
Excel在化工热力学计算中的应用王智娟;胡粉娥;杨晓丽【摘要】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.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)003【总页数】3页(P167-169)【关键词】Excel;化工热力学;计算【作者】王智娟;胡粉娥;杨晓丽【作者单位】曲靖师范学院化学化工学院,云南曲靖655011;曲靖师范学院化学化工学院,云南曲靖655011;曲靖师范学院化学化工学院,云南曲靖655011【正文语种】中文【中图分类】TQ013.1化工热力学是化学工程中一门十分重要的分支学科，对于化工过程的开发研究、设计和生产具有重要意义，是化学工程与工艺专业学生的必修课程［1－2］。
课程着重探讨实际过程中混合物系的热力学性质，方程公式多、形式复杂，且待解变量之间的关系往往是非线性的，手工计算工作量大，这些使得学生对于课程的学习感到畏惧，缺乏兴趣。
随着计算机技术的进步，在解决实际物系热力学性质计算方面涌现出了很多新方法。
Aspen Plus、ChemCAD、ProⅡ等化工通用模拟软件自身包含上万个组分的基本物性参数，具有丰富的状态方程和活度系数方程，在化工模拟计算中不仅展现出强大的优势，同时还可以利用软件查阅物性数据，方便快捷，但软件不能详细地展示计算过程，不利于学生对计算过程原理和方法进行掌握。
采用Basic，C语言，Matlab等软件编写程序可以解决复杂的热力学计算，但需要学生对编程语言较为熟悉，必须具有较高的计算机应用水平［3］。
Excel是微软办公套装软件的一个重要组成部分，它可以进行各种数据的处理、统计分析，广泛地应用于管理、统计、化工计算等众多领域。
Aspen Plus软件在化工热力学课程教学中的应用
Aspen Plus软件在化工热力学课程教学中的应用
李微;曹秋娥;刘世熙;袁申富
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2017(044)019
【摘要】化工热力学是一门理论性和逻辑性都很强的专业基础课,其概念抽象,公式繁多.Aspen Plus作为一个有效的教学改革工具引入到化工热力学的教学中,不仅可以提高学生的学习兴趣,而且可以实现理论与实际应用的结合,加深学生对课程内容的理解.本文重点围绕化工热力学的教学内容,分点介绍了Aspen Plus软件在其教学过程中的应用,并给予了实例说明.
【总页数】4页(P180-183)
【作者】李微;曹秋娥;刘世熙;袁申富
【作者单位】云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091;云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091;云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091;云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091
【正文语种】中文
【中图分类】G4
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1.Aspen Plus 在化工热力学教学中的应用 [J], 丁雪;刘熠斌;宋春敏;乔柯
2.Auto CAD和Aspen Plus软件在化工设计课程教学中的应用探讨 [J], 路小彬;张杰;徐平
3.浅谈Aspen Plus软件在《化工分离工程》课程教学中的应用 [J], 吕燕
4.Aspen Plus软件在分离工程课程教学中的运用 [J], 赖仕全;岳莉;张立华;范青杰;杨子健
5.Aspen Plus软件在化工热力学教学中应用问题的剖析 [J], 刘金昌;曹俊雅;解强;张香兰
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《化工热力学》课程教学大纲.
《化工热力学》课程教学大纲课程代码：040310课程名称：化工热力学/Chemical Engineering Thermodynamics学时/学分：48/3先修课程：物理化学适用专业：化学工程与工艺本科开课院系：化学化工学院化学工程与工艺系教材：陈钟秀，顾飞燕，胡望明编. 化工热力学. 北京：化学工业出版社．2004主要参考书：1．金克新，赵传钧，马沛生．化工热力学. 天津：天津大学出版社．20032．陈新志，蔡振云，胡望明．化工热力学. 北京：化学工业出版社．20013 ．Smith J M and Van Ness H C. Introduction to ChemicalEngineering ．Thermodynamics. 4th ed. McGraw-Hill. New York．1996一、课程的性质和任务化工热力学是化学工程学科的一个重要分支，也是化学工程与工艺专业必修的专业基础课程。
化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领域，其主要任务是以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。
本课程将热力学的理论应用于化工生产中的真实流体和混合体系，解决化工过程中的热力学问题，培养学生从热力学的基本定律和定义出发，利用有限的资料解决工程问题的能力。
它是化工过程研究、开发与设计的理论基础。
要求通过本课程的学习，要求掌握常用的几种气体状态方程，掌握流体热力学性质的计算方法，熟悉化工过程的热力学分析方法及其在化工节能领域的应用，掌握汽液平衡的计算方法，熟悉化学反应平衡的计算，了解物性数据估算等关键内容。
二、课程的内容和基本要求绪言要求：了解课程性质、任务、要求、学习注意点。
第一章真实流体的PVT关系流体的PVT关系是化工工艺设计计算和研究热力学问题的基础，重点讲解加压下真实气体及其混合物的PVT关系的计算方法。
Polymath软件的应用
应用举例 非线性方程组求解
2.084 × 1012 exp( −16306 / T ) X MB = 1 + 2.084 × 1012 exp( −16306 / T ) 403.3 × (T − 535) X EB = 36400 + 7 × (T − 528)
输入初值
输入方程 运行结果
应用举例
微分方程组求解
表格输出 原程序
运行报告 图形输出
应用举例
原始数据 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 pE 1 1 1 3 5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 p EA 1 1 1 1 1 1 0 .5 3 5 pH 1 3 5 3 3 3 5 3 1 rA 1 .04 3 .13 5 .21 3 .82 4 .19 2 .391 3 .867 2 .199
报告图形和表格polymath软件简介软件简介?辅助功能计算器单位换算常用物理化学常数查询结果输出到excel和matlab软件polymath软件界面软件界面线性方程组非线性方程组微分方程组数据拟合polymath软件使用方法软件使用方法输入需要求解的方程输入其中参数的计算方法及参数值输入其中参数的计算方法及参数值输入自变量的初始值终值和计算步长或者函数值的初始猜值输入自变量的初始值终值和计算步长或者函数值的初始猜值在工具栏中选定求解方法输出格式图形或表格在工具栏中选定求解方法输出格式图形或表格运行程序获得计算结果应用举例线性方程组求解bxaxxxx????????????????????????????????????28545412773656371025634321输入窗口运行结果方程数运行按钮应用举例非线性方程组求解5287364005353
数据拟合与分析
Maple软件在化工热力学教学中的应用
Maple软件在化工热力学教学中的应用方志林【摘要】化工热力学以公式多、计算复杂,经常需要迭代试差计算而成为化工专业难教难学的课程之一.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.本文探讨了符号计算系统Maple用于化工热力学的计算,该软件可使复杂抽象的化工热力学计算过程具体化,Maple简单易用,可以有效解决化工热力学计算问题,结果准确,提高学生的工程计算能力.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)010【总页数】3页(P259-261)【关键词】化工热力学;Maple;迭代【作者】方志林【作者单位】巢湖学院化生学院,安徽巢湖238000【正文语种】中文【中图分类】G642现代工程人才应该是厚基础、宽专业、强能力的专业人才。
而专业基础课在强化专业意识，拓宽专业知识面诸方面都起着重要作用，因为专业基础课是研究某一大类专业的技术基础课。
例如，化工热力学是化学工程与化工工艺专业的技术基础课，同时也是高分子化工、生物化工、医药化工、能源化工等专业的基础基础课。
我们认为让学生了解专业，明确所学的专业在国民经济中的重要地位和发展前景，培养他们的专业兴趣是整个教学环节的重中之重［1］。
化工热力学是化学工程与技术的一个重要分支，是分离过程的基石，是化学工程与工艺专业的必修主干课程，是在具备必要的高等数学、物理化学和计算机技术等基础知识之后必修的专业技术基础课.该课程将热力学原理应用于化学工程技术领域，是化工过程研究、开发、设计、化工生产、操作的理论基础，涉及热力学物性参数和质量、能量传递的平衡问题，在培养学生工程观点，提高学生工程能力方面起着重要的作用［1］。
总体来说，这是一门较难的课，其理论艰涩、概念抽象、数学公式多且模型复杂，往往令初学者望而生畏，这就使得部分学生在学习时应付了事，有的甚至放弃了。
可是，对要强的学生来说，越是有困难他们越乐于钻研，不但基本理论学得好，而且能用理论分析实际问题。
信息检索作业
第1单元中文电子图书及电子期刊检索实习报告学院：化工学院班级：化学工程与工艺09-2班
姓名：李涛学号：200910508039
一、方正Apabi电子图书检索练习
在“高校教参电子书库”（用Apabi本地资源数据库）中检索你目前所学某一专业课程的教学参考书。
（选择其中一条记录填入下面的相关栏目）
二、超星电子图书检索练习
查询本专业相关图书，并选择检索结果中最新出版的图书，将相关信息填在相应表格内。
要求：根据需要，选择一个或两个检索词均可，检索结果在100种以内。
三、读秀学术搜索练习
四、电子期刊检索练习
（一）利用CNKI中国期刊全文数据库查出相关课题的电子期刊论文。
1.初级检索
选择本专业一个相关问题进行检索，检索结果在100篇以内。
2.高级检索
（1）（选择本专业一个相关问题，用两个以上（含两个）检索词进行检索，检索结果在100篇以内。
检索结果（选择其中一篇填入下面的相关栏目）
（2）查出上表中的作者撰写的在该数据库中收录的其他文献,最多写3篇。
检索结果
（二）利用万方数据中的“期刊”数据库，检索出相关课题的论文及刊名。
1．论文检索
要求：检索课题限于本专业，检索词两个以上（含两个），检索结果在100篇以内。
2.刊名检索
检索出本专业相关期刊，并将检索结果填在相应的表格内。
最多可以填写三种期刊。
浅谈化工热力学教学效果改进及实践研究
纯流体的 Ｐ Ｔ关系 ， Ｖ 我们 可以先用图解来分析 ， 再
按 照相律 分析 ， 过 解 析 方 法 去 解 析 图 中的 点 、 、 通 线
面以及区域的涵义和内容 ， 最后联 系克劳修斯方程 建立起 各条线 的斜 率 与克 劳修 斯 方 程 之 间 的关 系 ， 从 中 引 出 Ａ ｔｎ ｎｏ ｅ方 程 ， 及 三 相 点 时 气 、 、 ｉ 以 液 固相 的体积与其摩尔体积之间的关 系， 这样多重手段的
摘要 化工热力学》 《 是化学Ｊ 程等学科 的专业基础课 ， ： 本文指 出了本校化工 热力学课程在 教学过程 中存在 的问题 ， 并对这些问题
提出在教学体 系 、 学内容和方法上进 行了一系列的改革 与实践 ， 教 旨在提高学生 对化工热力 学课程 的学 习兴趣 ， 培养学 生的工程 意识及创 新能力 ， 取得 了较好 的教 学效 果。 关键词 ： 化工热力学 ； 学改革 ； 教 实践 ； 工程 意识
中图分类号： ４ ０ Ｇ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ — ２ Ｘ ２ １ ）７— ０ ７ ０ １ ８ ０ １ （０１０ ０８ — ３ ０
热力学是物理学 的一个 分支学科 ， 主要研究与 热现象有关的各种能量转换和状态变化的规律。当 应用于化学领域 ， 形成了化学热力学 ， 内容主要有热 化学以及相平衡和化学平衡理论 。当应用 于热力工
力， 为学 生进 行化 工设 计 和过程 优 化奠定基 础 。
２３ 充 分运用 解 析 、 ． 图解 、 表格 等形 式深化理 解 化 工 热 力学 是 很 多 工程 类 专 业 的技 术基 础课 ， 因此 ， 我们认 为应 该 首 先 培 养 学 生 的专 业 兴趣 并 在
此基础 上培 养学 生 的工程 意识 ， 为此 ， 化工热 力学 在
化工热力学教学大纲
《化工热力学》课程教学大纲课程代码：080131037课程英文名称：Chemical Engineering Thermodynamics课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0适用专业：化学工程与工艺大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是化学工程与工艺专业的专业基础必修课程。
化工热力学是研究热力学基本原理在实际化工过程中具体应用的一门科学，它是化学工程学科的重要组成部分，是化工过程研究、开发与设计的理论基础。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1.掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识；2.能够利用化工热力学的原理和模型计算化工中涉及的热力学数据；3.能够利用相平衡原理进行分析和研究；4.能够利用化工热力学的基本理论对化工过程的能量利用进行分析。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握热力学的研究内容和研究方法，熟悉化工热力学的应用领域及发展历程和趋势。
2.基本理论和方法：掌握热力学基本定律及有关概念，并能够以此为基础，借助表达系统特征的模型进行热力学性质的计算；掌握相平衡的计算方法及热力学一致性检验方法；掌握化工过程的能量分析方法，确定能量的有效利用程度；掌握热力循环的过程及热力学分析，理解完善循环过程的方法。
3.基本技能:具备查阅和使用常用工程计算图表、手册等资料的能力；具有对复杂实际体系进行热力学性质的数值计算能力；具有一定的工程意识，具有在专业生产领域的工作中运用热力学方法分析和解决实际问题的能力。
（三）实施说明1.教学方法：化工热力学是物理化学中热力学部分的延伸，授课中应由浅入深，将理想系统和实际系统进行比较，将纯组分和混合物进行比较，突出说明经典热力学处理实际问题的方法。
对于能量分析及热力循环的相关内容，结合生产和生活实际进行讲解，以调动学生的学习兴趣，收到良好教学效果。
2.教学手段：采用多媒体和板书相结合的方式。
化工热力学文献综述
1．研究背景化学工程的一个分支，是热力学基本定律应用于化学工程领域中而形成的一门学科。
主要研究化工过程中各种形式的能量之间相互转化的规律及过程趋近平衡的极限条件，为有效利用能量和改进实际过程提供理论依据。
2．国内外研究现状热力学是物理学的一个组成部分，它是在蒸汽机发展的推动下，于19世纪中叶开始形成的。
最初只涉及热能与机械能之间的转换，之后逐渐扩展到研究与热现象有关的各种状态变化和能量转换的规律。
在热力学的基本定律中，热力学第一定律表述能量守恒关系，热力学第二定律从能量转换的特点论证过程进行的方向。
这两个定律具有普遍性，在化学、生物学、机械工程、化学工程等领域得到了广泛的应用。
热力学基本定律应用于化学领域，形成了化学热力学，其主要内容有热化学、相平衡和化学平衡的理论；热力学基本定律应用于热能动力装置，如蒸汽动力装置、内燃机、燃气轮机、冷冻机等，形成了工程热力学，其主要内容是研究工质的基本热力学性质以及各种装置的工作过程，探讨提高能量转换效率的途径。
化工热力学是以化学热力学和工程热力学为基础，在化学工业的发展中逐步形成的。
化工生产的发展，出现了蒸馏、吸收、萃取、结晶、蒸发、干燥等许多单元操作，以及各种不同类型的化学反应过程，生产的规模也愈来愈大，由此提出了一系列的研究课题。
例如在传质分离设备的设计中，要求提供多组分系统的温度、压力和各相组成间的相互关系的数学模型。
一般化学热力学很少涉及多组分系统，它不仅需要热力学，还需要应用一些统计力学和经验方法。
在能量的有效利用方面，化工生产所涉及的工作介质比工程热力学研究的工作介质（空气、蒸汽、燃料气等）要复杂得多，且能量的消耗常在生产费用中占有很高比例，因此更需要研究能量的合理利用和低温位能量的利用，并建立适合于化工过程的热力学分析方法。
1939年，美国麻省理工学院教授H.C.韦伯写出了《化学工程师用热力学》一书。
1944年，美国耶鲁大学教授 B.F.道奇写出了名为《化工热力学》的教科书。
精品工程热力学教案
化学化工系教案课程名称：工程热力学总学时数：72 学时讲授时数：72学时实践（实验、技能、上机等）时数：0学时授课班级：主讲教师：使用教材：大连理工大学《工程热力学》毕明树《工程热力学》课程教案说明：1、授课类型：指理论课，实验课，实践课，技能课，习题课等；2、教学方法：指讲授、讨论、示教、指导等；3、教学手段：指板书、多媒体、网络、模型、挂图音像等教学工具；4、首次开课的青年教师的教案应由导师审核；5、讲稿内容附后。
绪论(2学时)一、基本知识1．什么是工程热力学从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。
电能一一机械能锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一(直接利用) 供热锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一汽轮机一一 (间接利用)发电冰箱一一-(耗能) 制冷2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题3. 热能及其利用（1）.热能：能量的一种形式（2）.来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。
如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。
二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。
（3）.利用形式：直接利用：将热能利用来直接加热物体。
如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大)间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能，4．.热能动力转换装置的工作过程5．热能利用的方向性及能量的两种属性过程的方向性：如：由高温传向低温能量属性：数量属性、,质量属性 (即做功能力)注意：数量守衡、质量不守衡提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。
6．本课程的研究对象及主要内容研究对象：与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。
研究内容：（1）．研究能量转换的客观规律，即热力学第一与第二定律。
（2）．研究工质的基本热力性质。
（3）．研究各种热工设备中的工作过程。
（4）．研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。