乙二醇水溶液物性参数查询程序 | egasp (Ethylene Glycol Aqueous Solution Properties)

安装

官方版本 egasp 发布在 PyPI 上，并且可以通过 pip 包管理器从 PyPI 镜像轻松安装。

请注意，您必须使用 Python 3 版本 pip：

pip3 install egasp

v0.3.0 新 API 快速上手

EGASP 在 v0.3.0 引入了全新的高性能物性内核 — compile_mixture() + CompiledEGMixture，面向热网络求解器、批量数组计算等场景。legacy API（prop() / props()）数值兼容 100% 委托新内核。

批量数组求值（推荐）

import numpy as np
from egasp import compile_mixture

# 一次性编译固定浓度的物性表（LRU 缓存，重复调用零开销）
cm = compile_mixture(0.5)   # 体积浓度 50%

# 5000 温度点一次拿到五属性 → (5, 5000)，0.26 ms 完成
temps = np.linspace(-30, 120, 5000)
rho, cp, h, k, mu = cm.evaluate(temps)

# 单属性快捷方法（各自独立有效域）
rho_arr = cm.rho(temps)
mu_arr  = cm.mu(temps)      # 单位 Pa·s

# 焓值反解（h → T）
T_back = cm.temperature_from_h(191045.0)   # ≈ 25.0°C

# 开尔文查询（数值求解器常用）— 编译期烘焙偏移，热路径零额外开销
cm_k = compile_mixture(0.5, temp_unit="K")
rho_k = cm_k.rho(298.15)                    # 25°C = 298.15 K
T_from_h = cm_k.temperature_from_h(191045.0)  # ≈ 298.15 K

# 热网络求解器：预分配 + 原地写入
ws = cm.make_workspace(n_edges=5000)
for iteration in range(10000):
    cm.update_into(T_iter, ws)   # ws.rho / ws.h / ... 原地更新

Legacy API 兼容

import egasp

eg = egasp.EGASP()
rho = eg.prop(25.0, 0.5, "rho")          # 完全委托新内核
rho_arr = eg.prop(np.array([20, 30, 40]), 0.5, "rho")
mass, vol, freez, boil, rho, cp, k, mu, h = eg.props(25.0, "volume", 0.5)
# legacy vs compiled max rel diff ≤ 4.5e-16

异常处理

新内核在数据缺失 / 超范围 / NaN 时 raise 明确异常（不再 sys.exit 或返回 None）：

try:
    cm = compile_mixture(0.05)          # 浓度越界
except egasp.PropertyOutOfRangeError as e:
    print(f"浓度 {e.query} 超出 [{e.lo}, {e.hi}]")

try:
    cm.evaluate(np.nan)
except egasp.InvalidInputError:
    print("温度含 NaN")

性能

完整 API 参考见 docs/api_reference.md；重构技术细节见 docs/refactoring_report.md。

命令行使用

基本用法

1. 单温度查询

# 查询体积浓度 50%，温度 25°C 时的物性参数
egasp 25

# 指定浓度查询
egasp -qt mass -qv 0.5 25

2. 多温度查询（新增）

# 一次性查询多个温度值
egasp -qt volume -qv 0.5 20 30 40 50

3. 参数说明

4. 交互式模式

不带参数直接运行可进入交互式输入模式：

egasp

5. 查看帮助

egasp -h

6. 查看版本

egasp --version

多平台支持

EGASP 现在使用现代的 Excel Web Add-in，支持以下平台：

Windows 平台

• 使用 Excel Web Add-in
• 支持 Excel 2016 及以上版本
• 无需 VBA 宏支持

Web 平台

• 使用 Office.js 构建的 Web Add-in
• 支持 Excel for Web
• 无需安装，直接加载

安装说明

安装 Excel Web Add-in

1. 构建应用

   python -m tools.app_builder
   

2. 运行配置脚本

   • 运行 dist/egasp-v*/configure_egasp_env.bat 配置环境变量

3. 加载 Web Add-in

   • 在 Excel 中打开'插入'选项卡
   • 点击'我的加载项' -> '管理我的加载项'
   • 点击'上传我的加载项'，选择 dist/egasp-v*/manifest.xml 文件
   • 加载项将出现在 Excel 功能区中

开发环境设置

1. 安装依赖

   cd web_addin
   npm install
   

2. 构建 Web Add-in

   cd web_addin
   npm run build
   

3. 启动开发服务器

   cd web_addin
   npm run dev-server
   

跨平台测试

EGASP 提供了跨平台测试脚本，用于验证插件在不同平台上的功能：

# 运行跨平台测试
python tools/test_cross_platform.py

# 运行Windows平台测试
python tools/test_windows_addin.py

# 运行Mac平台测试
python tools/test_mac_addin.py

# 运行Web平台测试
python tools/test_web_addin.py

升级

pip3 install --upgrade egasp

Excel Web Add-in 使用说明

使用方法

1. 使用功能区按钮

在 Excel 功能区中找到 EGASP 选项卡，包含以下功能：

• 初始化 EGASP：配置 EGASP 环境
• 物性参数查询：打开任务窗格进行参数计算
• 清除缓存：清除计算缓存
• 缓存状态：查看缓存使用情况

2. 使用自定义函数

在 Excel 单元格中直接输入函数，例如：

=EG_RHO("volume", 0.5, 25)  // 获取体积浓度 50%、温度 25°C 时的密度
=EG_MU("mass", 0.3, 10)   // 获取质量浓度 30%、温度 10°C 时的粘度
=EG_CP("volume", 0.6, 30)  // 获取体积浓度 60%、温度 30°C 时的比热容
=EG_K("volume", 0.4, 50)  // 获取体积浓度 40%、温度 50°C 时的导热系数
=EG_H("volume", 0.5, 60)  // 获取体积浓度 50%、温度 60°C 时的焓值 (J/kg，相对值)
=EG_TF("mass", 0.7)  // 获取质量浓度 70% 时的冰点
=EG_TB("volume", 0.3)  // 获取体积浓度 30% 时的沸点

3. 使用任务窗格

1. 点击功能区中的 'EGASP' 按钮打开任务窗格
2. 在任务窗格中输入以下参数：
   • 浓度类型：体积浓度或质量浓度
   • 浓度值：0.1-0.9
   • 温度：-35~125°C
   • 物性参数：密度、粘度、比热容、导热系数、冰点、沸点
3. 点击 '计算' 按钮查看结果

4. 高级使用场景

场景1：温度变化对物性的影响

// A列：温度值从-30到100，步长10
// B列：体积浓度50%时的密度变化
=EG_RHO("volume", 0.5, A2)

// C列：体积浓度50%时的粘度变化
=EG_MU("volume", 0.5, A2)

场景2：浓度变化对冰点的影响

// A列：体积浓度从0.1到0.9，步长0.1
// B列：对应的冰点
=EG_TF("volume", A2)

场景3：质量浓度与体积浓度转换

// A列：质量浓度
// B列：转换为体积浓度
=EG_VOL("mass", A2, 25)

// C列：转换回质量浓度（验证）
=EG_MASS("volume", B2, 25)

场景4：综合热物性分析

// A列：温度
// B列：密度
=EG_RHO("volume", 0.5, A2)

// C列：比热容
=EG_CP("volume", 0.5, A2)

// D列：导热系数
=EG_K("volume", 0.5, A2)

// E列：粘度
=EG_MU("volume", 0.5, A2)

// F列：焓值（相对值，同一浓度下可直接取焓差算热量）
=EG_H("volume", 0.5, A2)

支持的函数

参数说明

• type：浓度类型，支持 volume（体积浓度）或 mass（质量浓度）
• value：浓度值，范围 0.1-0.9
• temp：温度值，单位 °C，范围 -35~125
• prop：物性参数名称，支持：
  • rho 或 density：密度
  • mu 或 viscosity：粘度
  • cp 或 specific_heat：比热容
  • k 或 thermal_conductivity：导热系数
  • h 或 enthalpy：焓值（相对值，J/kg，由比热容梯形法积分换算）
  • freezing 或 freezing_point：冰点
  • boiling 或 boiling_point：沸点
  • mass 或 mass_concentration：质量浓度
  • volume 或 volume_concentration：体积浓度

错误提示说明

• #ERROR: 未找到EGASP可执行文件路径：请先运行 EG_INITIALIZE 函数
• #ERROR: 无效的浓度类型：浓度类型必须是 volume 或 mass
• #ERROR: 浓度值超出范围：浓度值必须在 0.1-0.9 之间
• #ERROR: 温度超出范围：温度必须在 -35°C 到 125°C 之间
• #ERROR: 无效的物性参数：请检查物性参数名称是否正确

构建指南

构建完整应用

1. 安装依赖

   uv install
   

2. 生成可执行文件

   make pack
   

3. 构建完整应用包

   python -m tools.app_builder
   

构建 Excel Web Add-in

1. 安装 Web Add-in 依赖

   cd web_addin
   npm install
   

2. 构建 Web Add-in

   cd web_addin
   npm run build
   

3. 构建完整插件包

   python -m tools.build_addin
   

4. 输出产物

   • dist/egasp-vX.X.X/：完整应用包
   • dist/excel_addin/：Excel Web Add-in 构建结果

性能优化

缓存机制

插件内置了高效的缓存系统，显著提高重复计算的性能：

• 缓存大小：默认 1000 条记录
• 缓存命中：相同参数的查询会直接返回缓存结果
• 缓存淘汰：使用 FIFO 策略自动淘汰旧记录

性能统计

通过功能区中的 性能统计 按钮可以查看缓存状态和使用情况。

文档

常见问题

1. EGASP 功能区不显示

• 检查宏是否启用
• 重启 Excel/WPS
• 重新导入 EGASP_Integration.bas 文件

2. 函数返回 #NO_EXE_FOUND

• 运行 设置 按钮配置 EGASP 可执行文件路径
• 确保 egasp.exe 已正确安装

3. 函数返回 #EXEC_ERROR

• 检查输入参数是否正确
• 确保浓度和温度在有效范围内

4. Excel/WPS 崩溃或无响应

• 尝试清除缓存
• 检查 EGASP 可执行文件是否为最新版本
• 减少批量处理的数据量

未来计划

• 打包成独立可执行程序
• 支持 Excel/WPS 调用
• 改进 Excel 加载项的计算速度（已通过缓存机制实现）
• 添加单位转换工具
• 支持更多物性参数

来源

https://www.glycolsales.com.au/dowtherm/dowtherm-sr-1/