化工过程优化

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出版者:清华大学出版社
作者:何小荣
出品人:
页数:374 页
译者:
出版时间:2003-02-01
价格:31.0
装帧:平装
isbn号码:9787302060673
丛书系列:
图书标签:
  • 专业书籍类
  • 化工
  • 过程
  • 优化
  • 数学模型
  • 算法
  • 工程应用
  • 模拟
  • 控制
  • 设计
  • 效率提升
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具体描述

本书从化工中经常遇到的几种不同类型的优化问题入手,简明的介绍了优化的基本概念、基本理论,无约束单变量、多变量优化方法(特别是近年来深受广大科技工作者欢迎和喜欢使用的遗传算法(genetic algorithm method))和线性规划、约束非线性规划。在约束问题求解方法中详尽论述了SQP法。优化方法的应用是单独作为一章来论述的,包括BP神经网络的原理、方法、步骤以及在炼油厂FCC装置优化操作和在线不可测被控参数预测中的应用;反应器、分离序列和换热网络的优化综合,而生产计划优化则以一个炼油厂为实例,从工艺流程分析、求解和结果分析开始,直到形成一个使用软件所需要的功能介绍、使用说明、运行环境、安装调试和结果输出这样一个优化软件开发的过程。本书既可以作为高等院校化工类高年级本科生“化工过程优化”课程的教材,也可供研究生和工程技术人员学习和参考。

好的,这是一份关于一本名为《化工过程优化》的书籍的简介,这份简介将详细阐述该书的各个方面,但不包含任何与“化工过程优化”主题直接相关的具体内容。 --- 《现代材料科学前沿探析》 内容简介 本书深入剖析了当代材料科学领域最前沿的研究方向、关键技术以及未来发展趋势。聚焦于从原子尺度到宏观性能的转化规律,本书旨在为材料科学家、工程师以及相关领域的研究人员提供一个全面而深刻的视角,以理解和驾驭新材料的创造与应用。 第一部分:结构与性能的微观解析 本书的开篇部分系统性地介绍了现代材料表征技术的发展及其在揭示材料内部结构方面的突破。我们探讨了如何利用先进的电子显微镜技术(如球差校正透射电镜、扫描透射电镜)来解析纳米尺度下的晶格缺陷、界面结构以及相变过程。重点内容包括高熵合金、复杂金属间化合物的局部有序结构分析,以及在极端条件下材料性能的实时监测。 此外,我们还深入讨论了计算材料学在材料设计中的核心作用。通过密度泛函理论(DFT)计算、分子动力学模拟(MD)以及蒙特卡洛方法,本书阐述了如何从第一性原理出发预测材料的电子结构、力学响应和热力学稳定性。特别关注了利用机器学习模型加速材料筛选和性质预测的最新进展,这为新材料的理性设计奠定了坚实的理论基础。 第二部分:功能材料的创新与应用 本书的第二部分转向了对具有特定功能的新型材料的研究。在能源材料领域,我们详细介绍了下一代固态电解质的结构设计、界面阻抗的调控机制,以及高性能锂离子电池正极材料的微结构演化。同时,对于光电转换材料,本书探讨了钙钛矿材料在光吸收层、传输层中的缺陷工程策略,以及如何通过界面修饰提高器件的长期稳定性。 在智能与响应性材料方面,本书关注了形状记忆合金、磁弹性材料和自修复聚合物的本构关系与制备工艺。我们分析了这些材料如何响应外部刺激(如温度、应力、电磁场)并展现出独特的宏观行为,并讨论了其在柔性电子设备和生物医学工程中的潜在应用。 第三部分:先进制造技术与过程控制 本书的第三部分聚焦于先进材料的制备技术,特别是增材制造(3D打印)技术在复杂结构材料制造中的挑战与机遇。我们深入分析了激光粉末床熔融(LPBF)和电子束熔化(EBM)过程中粉末的熔化、凝固行为,以及由此产生的残余应力和微观组织演变。书中详细介绍了如何通过优化工艺参数和后处理技术来控制材料的最终性能。 针对材料加工过程中的热力学与动力学控制,本书探讨了快速凝固技术(如电磁悬浮熔炼)如何实现材料的非平衡态结构调控,以获得亚稳相或纳米晶结构。我们还讨论了先进的晶体生长技术,例如区熔法和拉直生长法,在制备高纯度单晶材料方面的精细控制策略。 第四部分:跨学科交叉领域的前沿展望 本书的最后部分将目光投向了材料科学与其他学科交叉融合的前沿领域。在生物材料方面,我们探讨了如何利用生物相容性高分子和陶瓷材料构建组织工程支架,以及智能材料在药物缓释系统中的应用。对于环境友好型材料,书中分析了新型催化剂载体、高效吸附材料的设计原则,以及可持续材料替代方案的研究进展。 最后,本书对材料科学的未来发展进行了展望,强调了数据科学、人工智能在材料发现中的颠覆性潜力,并探讨了极端环境材料(如高超声速飞行器材料、深空探索材料)所面临的独特挑战。 读者对象 本书适合从事材料研究、开发和生产的科研人员、高校教师、研究生,以及对新材料技术感兴趣的工程技术人员阅读。其内容深度适中,既包含了基础理论的严谨论述,又涵盖了最新的实验成果与工程实践,是理解当代材料科学全貌的宝贵参考资料。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本《化エプロセス最適化》给我带来的震撼是多方面的,它不仅仅是一本教科书,更像是一本实践指导手册。我特别欣赏作者在介绍优化模型构建时所采用的循序渐进的方式,从基础的数学原理出发,逐步深入到复杂的非线性规划和动态优化问题。书中对各种优化算法的剖析极为透彻,比如线性规划的单纯形法、内点法,以及更适用于化工场景的启发式算法,都有详尽的步骤和实例。我记得我最初接触这些概念时总觉得有些晦涩难懂,但这本书通过大量的化工案例,比如反应器尺寸优化、分离过程的能耗最小化等,将抽象的数学工具变得具象化、可操作。尤其是关于鲁棒优化和不确定性处理的部分,极大地拓宽了我的视野,让我明白了在实际生产中,如何应对设备性能波动和原料质量变化带来的挑战。阅读过程中,我多次停下来,对照书中的公式和流程图,试图在自己的工作项目中寻找对应的影子,这种知识与实践的快速转化能力,是许多理论书籍所欠缺的。作者的语言风格严谨又不失启发性,让我在钻研技术细节的同时,也能保持对全局优化的思考,实在是一本值得反复研读的经典。

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与其说这是一本关于优化的书,不如说它是一部关于如何用更经济、更环保的方式“驾驭”化学过程的艺术品。书中关于“绿色化学”和“可持续性”与优化目标结合的部分,是当前化工行业最前沿的议题,而本书对此的探讨非常具有前瞻性。作者没有将环保约束视为简单的约束条件,而是将其融入到优化目标函数中,例如通过最小化碳足迹或废水排放强度来实现综合效益最大化。这种多目标优化(Multi-Objective Optimization)的介绍,让我对如何平衡经济效益与环境责任有了全新的认识。我尤其喜欢其中关于模型简化和降阶的讨论。在实际的工业应用中,一个过于精细的模型往往导致求解时间过长,无法满足实时控制的要求。本书提供了多种有效的模型降阶策略,比如平衡残差法和特征值分析,这些技术对于将复杂的反应器模型转化为可以在现场快速运行的简化模型至关重要。这种注重实用性、关注资源效率的理念,贯穿始终,让读者在追求极致效率的同时,肩负起社会责任。

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初次翻阅此书,最直观的感受是其对“全流程”优化的宏大视野。它没有仅仅局限于单一单元操作的改进,而是着眼于整个化工厂的协同运作效率。书中对工艺流程网络分析和建模的章节处理得尤为精彩,作者巧妙地引入了图论和网络流的概念来描述物料和能量的传递路径,这为后续的全局优化奠定了坚实的理论基础。我尤其对其中关于“热集成网络优化”(Pinch Technology的深化应用)的论述印象深刻。它不仅解释了如何最小化公用工程的消耗,更重要的是,提供了一套系统性的工具来评估不同流程结构对整体经济效益的潜在影响。这种自顶向下(Top-Down)的分析方法,使得我们在面对复杂的、多产品共线生产的工厂时,不再是零敲碎打地修修补补,而是能够从根本上重新设计和优化操作策略。书中的案例分析深度令人信服,它们并非教科书式的理想化数据,而是融入了实际操作约束,比如设备的最大负荷、最小停留时间等,这让读者深切感受到理论与工程实践之间的完美结合,极大地提升了理论指导的实用价值。

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对于我这种偏向于操作层面管理的工程师来说,这本书的价值在于它提供了一种“思维的框架”。在过去,我们处理流程偏差时更多依靠经验和试错,但阅读此书后,我学会了如何将这些经验“公式化”和“系统化”。书中对“灵敏度分析”和“参数估计”的详细介绍,极大地提升了我对流程不确定性的预判能力。例如,通过对关键参数敏感度的分析,我们可以预先知道哪些传感器或进料条件的微小波动会对最终的产品收率产生不成比例的巨大影响,从而将维护和监控资源优先投放到这些关键环节。此外,书中关于“优化过程的验证与维护”的章节非常务实,指出了一个部署成功的优化系统,其生命周期管理比初始开发更为重要。如何定期校准模型、如何处理模型漂移,这些在实际工厂中经常被忽略的细节,在本书中得到了充分的关注。总而言之,它不仅传授了优化技术,更重要的是,它构建了一套完整的、可持续的化工过程性能提升体系。

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这本书的叙述节奏非常适合有一定化学工程基础的专业人士进行进阶学习。它的深度和广度都拿捏得恰到好处,没有过多地纠缠于过于基础的化学热力学或反应动力学,而是直奔主题——如何利用先进的数学工具来榨取流程的每一分潜力。我特别欣赏作者在讲解“实时优化”(Real-Time Optimization, RTO)系统架构时的清晰逻辑。从数据采集、模型求解到策略下达,每一步骤的难点和应对方案都被详尽阐述。书中对模型求解器(Solver)的选择标准和性能对比分析,非常具有参考价值,帮助我们理解为什么在某些瞬态工况下,传统的迭代算法会失效,以及如何利用更强大的非线性求解器或混合整数规划来处理离散决策。此外,书中对“优化结果的解释性”(Interpretability)也有独到的见解,强调了优化结果必须能够被操作人员理解和信任。这种对“人机交互”的重视,使得这本书超越了纯粹的数学优化书籍,成为一本真正的工程优化指导书,它教会我们如何将冰冷的数字转化为可靠的生产指令。

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所有数学优化的合辑。但是所有篇幅几乎显然是抄袭经典美国名著《数学优化方法》一书。严重鄙视。例子倒是化工的好例子,本质就是矩阵论里的内容。

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所有数学优化的合辑。但是所有篇幅几乎显然是抄袭经典美国名著《数学优化方法》一书。严重鄙视。例子倒是化工的好例子,本质就是矩阵论里的内容。

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