化学工程数学模拟

Anders+Rasmuson

数学模拟方法在化学工程的研究、开发和设计中已成为普遍采用的常规手段，作用越来越突出。不同类型和复杂程度的数学模型在化学工程中的应用日趋广泛，如反应器、分离器和换热器等的设计、放大、优化和运行；实验的规划和结果评价；复杂体系机理的理解等。数学模型的构建是最重要的环节，模型的数学表述既有衡算的微分方程的形式等，也有涉及平衡的代数模型等。

本书的目的就是在化学工程数学模型的建立、简化、评价/解释和应用等诸方面培养读者的洞察力和技巧。

本书包括（1）模型的构建，即用数学语言来描述物理/化学现象，并强调这是一个迭代的过程，通过与实验的对照，模型被不断改进；（2）模型简化和近似方法，包括因次分析法，时间常数分析法和渐近分析法等；（3）典型的各类模型的求解方法综述；（4）模型建立的最后一步：参数估计、模型验证和评价。对于"在特定情况下应当应用哪个模型？"这个问题，将会给出答案。与现有书籍不同的是，尽管书中也给出了典型的各类模型的求解方法综述，但具体求解的数值算法并不是本书的主要内容。

通过阅读本书，读者将能够通过建立、求解和应用数学模型来解决化学工程问题，特别是：（1）分析质量、动量、热量的传递和化学反应，建立微分和宏观控制体的衡算模型；（2）通过简化通用模型方程来建立模型；（3）理解模型间的差异；（4）理解如何使用数值求解方法；（5）理解参数估计方法。

全书分为7章：1. 绪论；2. 分类；3. 模型表述；4.经验模型（Empirical Model Building）的建立；5. 简化数学模型的策略；6. 数值方法；7. 数学模型的统计分析。还有三个附录列出了传递方程，无因次变量，分布数表。每章后均附有一定数量的问题和习题，供读者深化对内容的认识和理解。本书的读者对象是高等学校化学工程专业的高年级本科生和研究生，需掌握化工原理特别是传递现象的基础知识，并具备一定的数学、统计和计算机编程基础。本书也可供石油与化工、轻工等行业从事研究、开发和设计的工程技术人员参考。

陈宏刚，教授

（华北电力大学）