化工过程优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书介绍了化工过程优化的基本理论和实际操作，通过图形化方法和紧密联系工业实际的案例分析，由浅入深地介绍了实用的化工优化技术和相关软件。

　　本书由三部分组成：第一部分描述了优化问题的组成因素和建模方法；第二部分详细介绍了最优化技术的基本原理和计算基础，包括最优化技术的基本概念、一维搜索方法、无约束最优化、线性规划的理论及其软件、非线性规划的理论及其相关软件、混合整型规划问题及离散过程的最优化、全局优化方法等；第三部分利用工业实际案例说明了如何应用上述最优化方法，案例涉及流体流动与传热、分离过程、反应器设计和工厂设计等领域。

　　本书适用于化工专业本科生、研究生，可作为最优化或过程设计课程的教材。此外，本书还适用于个人研究、工业实践、工业小型课程和其他继续教育课程。

目录
第一部分问题的建立
第1章优化问题的本质和组成2
1.1概述2
1.2优化的作用2
1.3优化的范围和层次3
1.4优化应用的例子5
1.5优化问题的基本特性8
1.6求解优化问题的一般过程11
1.7优化的障碍16
习题17
参考文献23
补充文献24
第2章优化模型的开发25
2.1模型的分类27
2.2建立模型的步骤30
2.3选择函数回归经验数据31
2.3.1如何确定模型的形式32
2.3.2用最小二乘法拟合模型37
2.4正交实验设计41
2.5自由度44
2.6模型中不等式和等式约束的例子46
习题48
参考文献54
补充文献55
第3章目标函数的建立56
3.1经济性目标函数56
3.2目标函数中货币的时间价值61
3.3收益率的度量标准67
习题69
参考文献74
补充文献74
第二部分最优化理论和方法
第4章最优化的基本概念76
4.1函数的连续性76
4.2非线性规划（NLP）的问题描述78
4.3凸性及其应用81
4.4目标函数二次逼近形式的详解86
4.5无约束函数极值的必要和充分条件88
习题91
参考文献98
补充文献98
第5章无约束函数的最优化：一维搜索99
5.1优化单变量函数的数值方法100
5.2扫描和锁定范围的过程101
5.3一维搜索的牛顿法和拟牛顿法101
5.3.1牛顿法102
5.3.2导数的有限差分近似值103
5.3.3拟牛顿法103
5.4多项式近似法107
5.4.1二次插值法107
5.4.2三次插值法109
5.5如何将一维搜索应用于多维问题111
5.6一维搜索方法的评价113
习题113
参考文献116
补充文献116
第6章无约束多参数的最优化118
6.1只使用函数值的方法119
6.1.1随机搜索119
6.1.2格点搜索119
6.1.3单变量搜索119
6.1.4单纯形搜索法120
6.1.5共轭搜索方向121
6.1.6小结122
6.2使用一阶导数的方法122
6.2.1最速下降法123
6.2.2共轭梯度法125
6.3牛顿法127
6.3.1迫使Hessian矩阵正定131
6.3.2沿搜索方向的运动132
6.3.3终止134
6.3.4安全牛顿法134
6.3.5导数值的计算134
6.4拟牛顿法134
习题136
参考文献142
补充文献143
第7章线性规划（LP）及其应用144
7.1线性问题的几何学144
7.2线性规划的基本定义及解146
7.3单纯形算法.151
7.4阻挡层方法157
7.5灵敏度分析157
7.6混合整型线性规划158
7.7LP软件158
7.8用EXCEL处理器电子表格公式求解运输问题159
7.9网络流及其分配问题164
习题165
参考文献172
补充文献173
第8章有约束非线性规划174
8.1直接代入法174
8.2局部极值的一阶必要条件175
8.2.1只含等式约束的问题178
8.2.2只含不等式约束的问题179
8.2.3包含等式和不等式约束的问题182
8.3二次规划186
8.4罚函数、障碍和增广拉格朗日方法188
8.5序贯线性规划193
8.6序贯二次规划199
8.7广义简约梯度法202
8.8NLP方法相关的优缺点209
8.9商业化NLP软件210
8.9.1独立操作或嵌入式的优化器211
8.9.2电子表格优化器212
8.9.3代数模型化系统213
8.10NLP软件的应用213
8.10.1导数的估算：关键和问题213
8.10.2当NLP算法不“工作”时，需要做什么215
习题216
参考文献230
补充文献231
第9章混合整型规划232
9.1问题的建立232
9.2使用LP松弛的分支界限法234
9.3用分支界限法求解混合整型线性规划(MINLP)问题239
9.4用外推近似法求解混合整型非线性规划（MINLP）问题245
9.5最小整型规划问题的其他分解方法246
9.6分离规划246
习题247
参考文献253
补充文献253
第10章带有连续和离散变量的全局最优化问题255
10.1全局最优化方法255
10.2平滑最优化问题256
10.3分支界限法257
10.4多起点方法259
10.5启发式搜索方法260
10.5.1启发式搜索261
10.5.2禁止搜索262
10.5.3模拟退火法266
10.5.4遗传及进化算法268
10.5.5在高级Excel规划求解程序中使用进化算法270
10.5.6分散搜索272
10.6用于全局最优化的其他软件275
参考文献275
补充文献276
第三部分优化的应用
第11章传热和能量守恒281
例11.1废热回收的优化282
例11.2管壳式换热器的设计优化284
例11.3多效蒸发器的优化290
例11.4锅炉/涡轮发电系统的优化294
参考文献297
补充文献298
第12章分离过程299
例12.1传统板式精馏塔的最优设计和操作300
例12.2液液萃取柱中的最优化流速304
例12.3通过非线性回归拟合汽液平衡数据306
例12.4确定板式塔的最优回流比307
参考文献310
补充文献311
第13章流体流动系统312
例13.1最优管径312
例13.2最小压缩功314
例13.3固定床过滤器的经济性操作316
例13.4气体输送网络的最优设计318
参考文献325
补充文献325
第14章化学反应器的设计和操作326
例14.1利用线性规划优化热裂解反应器328
例14.2氨反应器的优化设计331
例14.3采用序贯二次规划法（SQP）求解烷基化过程333
例14.4预测蛋白质的折叠336
例14.5用于薄膜制备的低压化学气相沉淀反应器的优化339
例14.6通过混合整型非线性规划（MINLP）进行反应的合成344
参考文献348
补充文献349
第15章大型工厂设计和操作中的最优化350
15.1过程模拟器和最优化编码351
15.2使用面向方程过程模拟器的最优化356
15.3使用基于模块模拟器的最优化364
15.3.1序贯模块法366
15.3.2联立模块法368
15.3.3导数的计算369
15.4总结370
参考文献370
补充文献372
第16章过程工业中的综合计划、进度安排和控制373
16.1工厂优化的层次373
16.2计划和进度安排375
16.2.1计划376
16.2.2进度安排379
16.3工厂范围内的管理与优化384
16.4单元管理与控制386
16.5过程的检验与分析391
参考文献394
补充文献395
附录397
附录A相关数学问题汇总397
A.1定义397
A.2矩阵的基本运算398
A.3线性无关与行运算404
A.4解线性方程组406
A.5特征值和特征向量408
习题409
参考文献411
补充文献411
附录B成本估算412
B.1投资成本412
B.2操作成本416
B.3考虑通货膨胀的影响417
B.4在经济性目标函数中预测总收入419
B.5项目评估420
参考文献429
符号说明430
索引433
· · · · · · (收起)