基于CAPE-OPEN热力学计算系统开发

摘要

目前计算机技术已经渗透到各行各业中。从上个世纪80年代开始，在美国出现了许多化工流程模拟软件公司像AspenTech、SimSci等。但是各软件公司独立发展，互相不兼容。在 AspenTech公司的倡议下，于上个世纪90年代末欧盟制定并提出了CAPE-OPEN接口标准，即开放式计算机辅助过程工程接口标准。国内遵守CAPE-OPEN接口标准开发的化工软件或组件很少，所以对CAPE-OPEN接口标准加以研究，并开发化工热力学物性计算系统。
　　本文在Visual Studio编程环境下，利用Visual C++编程语言开发了一个热力学物性计算系统，该热力学物性计算系统完全遵循了CAPE-OPEN标准。因为按照CAPE-OPEN标准的热力学部分编写的接口，所以开发的热力学物性计算系统组件与Aspen Plus、Hysys等模拟软件相互兼容。热力学物性计算系统在连上数据库就可以导出物性包， Aspen Plus、Hysys等模拟软件就可以调用。深刻了解CAPE-OPEN标准的变量类型、接口规范、函数方法，研究分析化工过程模拟系统的热力学计算结构组成，设计每个组件的基本功能、实现方法和接口通信方式。利用Visual C++语言开发模拟系统热力学模块的GUI用户图形界面和各个组件。使用Visual Studio2010开发环境编写界面部分，使用Visual Studio2005开发环境编写焓求解子程序、熵计算子程序、密度计算子程序、吉布斯能计算子程序、定压热容计算子程序、饱和蒸汽压计算子程序、两相相平衡计算子程序。从而实现物流中各个物性的求解。通过查阅文献资料和方程推导，使用Visual C++语言编写了SRK方程、PR方程、PRSV方程、SRKBM方程、PRBM方程、Wilson方程、NRTL方程、UNIQUAC方程、UNIFAC方程等计算程序用于各物性求解。
　　本文所进行的CAPE-OPEN标准热力学部分的研究和热力学物性计算系统的开发成果，具有很强的基础价值和实用价值，可以在此基础上继续研究CAPE-OPEN标准的其余部分和开发新的热力学方法。

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前言

1文献综述

1.1热力学方法模型研究进展

1.2化工模拟软件中的热力学模块

1.3面向对象技术与MFC

1.4课题背景及研究内容

2 CAPE-OPEN标准

2.1 CAPE-OPEN的组件

2.2 CAPE-OPEN的应用范围

2.3 CAPE-OPEN的数据格式和命名法则

2.4热力学计算模块的CAPE-OPEN接口标准

2.5本章小结

3基于CAPE-OPEN化工过程热力学模块的开发

3.1操作系统环境的选择

3.2热力学计算系统开发语言

3.3热力学物性计算系统的实现

3.4热力学方程物性的推导求解

3.5热力学物性计算系统的界面

3.6本章小结

4 基于CAPE-OPEN化工过程热力学模块测试

4.1测试方法

4.2测试过程与结果

4.3本章小结

5结论

参考文献

致谢

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