در مدل­سازی و شبیه­ سازی فرآیندهای شیمیایی، پارامترهای تعادلات فازی، انتقال جرم، انتقال گرما و واکنش­های شیمیایی کیفیت مدل و شبیه­سازی را تعیین می­ کنند. این پارامترها به شدت تحت تأثیر روابط ترمودینامیکی هستند، بنابراین استفاده مناسب از اصول ترمودینامیکی مهندسی شیمی یک الزام اساسی برای مدل­سازی و شبیه ­سازی موفق فرآیندها است. ترمودینامیک مهندسی شیمی با مواد واقعی سروکار دارد که مقادیر تجربی خواص آن­ها در تمام دماها و فشارهای احتمالی مشخص نیست، بنابراین به یک مدل ترمودینامیکی مناسب برای محاسبه آن­ها نیاز داریم. این مدل­ها شامل معادلات حالت حجمی است که فشار، حجم و دما را با هم مرتبط می­ کنند و معادلاتی که ضرایب فعالیت را به ترکیب مخلوط ­ها مربوط می­ کند. به طور معمول، یک معادله حالت یا ضریب فعالیت مورد استفاده در ترمودینامیک مهندسی شیمی شامل معادلات جبری خطی و ساده نیست.

فصل اول: مقدمات محاسبات مورد نیاز در متلب

1_1 روش ریشه ها 15

1_2 روش تکرار 16

1_3 روش نیوتن-رافسون 18

1_3_1 کد نویسی در نرم افزار متلب 18

1_4 دستور fsolve 18

1_5 حل دستگاه معادلات جبری 20

1_5_1 دستگاه معادلات جبری خطی 20

1_6 دستگاه معادلات غیر خطی 21

1_6_1 کد نویسی در نرم افزار متلب 21

1_6_2 دستور fsolve 22

فصل دوم:  روش محاسبه حجم مولی در فازها

2_1 معادله حالت 28

2_1_1 سیستم تک فازی-تک جزئی 28

2_2 معادله حالت گاز ایده آل 30

2_3 روش های توصیف انحراف از حالت ایده آل 32

2_3_1 ضریب تراکم پذیری 32

2_4 معادله حالت ویریال 33

2_5 روابط تعمیم یافته برای ضرایب دوم و سوم ویریال 36

2_6 معادلات حالت درجه سوم 38

2_7 محاسبه حجم مولی فازها با روش تکرار 39

2_8 محاسبه حجم مولی فازها با روش چند جمله ای 40

2_9 معادله حالت واندروالس 40

2_10 معادله حالت ردلیش-کوانگ 44

2_11 معادله حالت سوو-ردلیش- کوانگ 45

2_12 معادله حالت پنگ-رابینسون 48

2_13 معادله حالت پتل-تجا 52

2_14 معادله حالت والدراما 56

2_15 سیستم تک فازی-چند جزئی 58

2_15_1 قاعده اختلاط واندروالس 58

فصل سوم:  محاسبه فوگاسیته، آنتالپی و آنتروپی

3_1 مواد خالص 65

3_1_1 محاسبه ضریب فوگاسیته 65

3_1_2 محاسبه آنتالپی و آنتروپی 71

3_2 محاسبه ضریب ژول-تامسون 78

3_3 مخلوط های مایع و گاز 80

3_3_1 محاسبه ضریب فوگاسیته اجزای مخلوط 80

3_4 محاسبه آنتالپی و آنتروپی مخلوط ها 87

3_5 محاسبه ضریب ژول- تامسون برای مخلوط ها 95

فصل چهارم:  الگوریتم های تعادلات فازی

4_1 تعادل ترمودینامیکی 101

4_2 محاسبه فشار نقطه حباب با قانون رائولت 104

4_3 محاسبه دمای نقطه حباب با قانون رائولت 106

4_4 محاسبه فشار نقطه شبنم با قانون رائولت 109

4_5 محاسبه دمای نقطه شبنم با قانون رائولت 111

4_6 محاسبه تبخیر ناگهانی فلش با قانون رائولت 114

4_7 محاسبات تبخير ناگهاني دو فازي 115

4_8 محاسبه فشار بخار مواد خالص با معادله حالت 120

4_9 محاسبه تعادلات فازی مخلوط ها با معادله حالت 123

4_10 محاسبات تبخیر ناگهانی (فلش) با معادله حالت 123

4_11 محاسبات فشار نقطه حباب با معادله حالت 129

4_12 محاسبات دمای نقطه حباب با معادله حالت 135

4_13 محاسبات فشار نقطه شبنم با معادله حالت 141

4_14 محاسبات دمای نقطه شبنم با معادله حالت 147

4_15 ضمیمه الف: مواد خالص 154

4_16 ضمیمه ب: مخلوط ها 158