化工过程分析与合成quiz

<<化工过程分析与合成>>试题(A)一、填空题（每空1分，共30分）1. 过程系统模拟的基本方法有 法、 法和 法。

2. 过程系统由过程单元及各单元间的联结关系构成，这些联结关系包括 和 。

3. 收敛单元实质上就是一个数值迭代求解非线性方程组的子程序，请列举出三种常见的求解非线性方程的数值迭代方法： 、 、 。

4. 对过程系统进行动态模拟时，根据对状态变量分布特征的不同描述方式，可以把数学模型分为 、 、 ，其中 认为状态变量在系统中呈空间均匀分布，如强烈搅拌的反应罐就可以用这一类模型来描述，这种模型的数学形式为 方程组。

5. 一个含有C 组分的独立流股具有 个自由度。

6. 试判断下图中换热匹配的可行性：1 , 2 , 3 ,4 。

7. 在换热网络设计中，夹点将整个温度区间分为了两部分，夹点之上需要 器，夹点之下需要 器。

8. 对于夹点下方的夹点匹配换热器，其流股数可行性原则是 ， FCp 可行性原则是 。

9. 过程系统优化主要分为 优化和 优化两个方面。

10. 如下图所示，T-H 图中热、冷物流的组合曲线分别为AB 和CD ，则最小冷公用工程用量为 kW ，最小热公用工程用量 kW ，最大热回收量 kW 。

11. 用常规精馏的方法将含有5个组分的混合物分离成纯组分产品，则切分点的数目为 ，分离序列数为 ，分离的子群数为 。

二、判断题（每题1分，共10分）1. 对过程系统进行稳态模拟，描述过程对象的模型中不包括时间参数。

2. 组合曲线上斜率发生变化的点称为角点，夹点一定出现在角点处。

3. 在一个工厂的设计中，要想最大限度的减少公用工程的用量，可以通过采用高效率的换热器，并增大换热夹点221144 33H 1H 2 C 1C 2面积来实现。

4. 在分离序列的综合中，应优先考虑使用能量分离剂的方法，其次才考虑采用质量分离剂的方法。

5. 为了使换热网络的公用工程消耗最小，应避免夹点之上的热物流与夹点之下的冷物流间的匹配。

《化工过程分析与合成》习题第一章1.化工过程分析的含义是什么？化工过程合成的含义是什么？2.常见化学反应过程的类型有哪些？请举例说明。

3.化工PID是什么请解释DCS的含义和作用。

4.稳态模拟和动态模拟的特征分别是怎样的？5.人工智能技术的含义是什么？6.人工神经网络的含义和用途。

第二章1.过程系统模拟有哪几类问题？2.过程系统的模拟分析是指什么，用流程框图画出其示意图。

3.过程系统设计的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。

4.过程系统参数优化的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。

5.请解释过程系统模拟的序贯模块法含义，特点，适用范围。

6.请解释过程系统模拟的面向方程法含义，特点，适用范围。

7.请解释过程系统模拟的联立方程法含义，特点，适用范围。

8.在计算再循环物流时，需要对某些物流进行“断裂”，此处“断裂”的含义是什么？9.判断最佳断裂的准则是什么，如何用数学表达式表示？10.请解释有效断裂组、多余断裂组、非多余断裂组。

11.请描述搜索断裂组的替代规则。

12.解释断裂族的概念。

13.再循环物流断裂处设置收敛单元，其功能有哪些？14.适合于收敛单元的数值计算方法一般应满足哪些条件？15.直接迭代法的原理和优缺点是什么？16.阻尼迭代的含义是什么，请用公式表达，阻尼因子的选择对迭代收敛有何影响？17.一个大型稀疏方程组，阶数为60,非零系数个数为240,求稀疏比和方程中为零的单元有多少个？18.请画出下面不可分割子系统的回路矩阵，并寻求最优断裂组。

19.直接迭代法求解下列方程组。

20.直接迭代法求解下列方程组。

2X 1＋X 23=35.568X 12－0.5X 2=0.36 第四章1. 某工厂甲、乙两种产品，每件甲产品要耗钢材2kg 、煤2kg 、产值为120元；每件乙产品要耗钢材3kg ，煤1kg ，产值为100元。

现钢厂有钢材600kg ，煤400kg ，试确定甲、乙两种产品各生产多少件，才能使该厂的总产值最大？2. 某工厂在计划期内要安排甲、乙两种产品。

《化工过程分析与合成》期末考试试卷一、填空题 每空1分 共10分1 稳态模拟的特点是 描述过程对象的模型中_（不包括）_时间参数2 （动态数学) 模型认为状态变量在系统中呈空间均匀分布 如强烈搅拌的反应罐就可以用这一类模型来描述3 (黑箱模型) 又称为经验模型 纯粹由统计、关联输入输出数据而得。

( ) 又称为机理模型4 ( 结构）优化和（参数）优化是过程系统的两大类优化问题 它们贯穿于化工过程设计和化工过程操作。

5 换热网络的消耗代价来自三个方面 （换热单元数）、（传热面积）、（公用工程消耗）。

6 在分离序列的综合中 根据试探法的经验规则M1 在所有分离方法中 优先采用使用（能量分离剂的）方法二、判断正误 并用1—2句话说明原因 每题2分 共10分1 间歇过程的瓶颈问题很容易就能找到 因此 只需要对给定的设备加工顺序进行排序 就可以得到最优的操作方案了。

2 化工过程的优化因其所含变量太多而难以进行 为了简化计算的难度 某人建议只考虑决策变量对目标函数的影响 这种方式是否可行3 非线性规划的求解比线性规划困难的多 因此 对于非线性规划问题 不可能通过求取目标函数的一阶导数 并令其为0 来得到最优解。

4 对于存在三个加工设备的间歇过程 是无法通过Johnson规则来求解的。

5 在一个工厂的设计中 要想最大限度的减少公用工程的用量 可以通过采用高效率的换热器 并增大换热面积来实现。

三、简答题 列出详细步骤 不需要具体求解 5分对于一个复杂的、有多个反馈回路的化工过程 采用序贯模块法进行求解时 应当如何进行计算四、对于一个需要三级压缩机的工况 目标函数如下 p是压力。

化工过程分析与合成(天津大学化工学院)方案2乙烯 水 甲烷水乙烯 丙烯 甲烷分 离乙烯 甲烷反应甲烷 乙烯 乙醇 乙醚 水 杂质分 离乙醇 84% 乙醚杂质丙烯方案3乙烯 水 甲烷水乙烯 丙烯 甲烷反应甲烷 乙烯 丙烯 乙醇 乙醚 水 异丙醇 杂质分 离乙醇 84% 乙醚丙烯 异丙醇 杂质换热网络系统合成中的最优化‡方案150°C 50°C 290°C 290°C Reactor 300°C 100°CFCp=1 kJ/(s.K) FCp=2 kJ/(s.K)FCp=3 kJ/(s.K)QH = 720 kJ/s Qnet= 120 kJ/sQc= - 600 kJ/s‡方案250° C 50°C130°C 140°C290°C 290°C Reactor100°C 300°CQH = 160 kJ/s Qc= - 40 kJ/s‡方案350°C 50°C 220°C 210°C290°C 290°C 113.330°C ReactorQH = 160 kJ/s 300°C 100°C 100°C Qc= - 40 kJ/s‡方案450°C 50°C90°C 90°C290°C 290°C Reactor 300°CQH = 120 kJ/s Qc= 0化工过程设计步骤及生命周期初始决策（Conceptual decision ）列举可行方案（Alternative generation） 分析（Analysis）物料平衡 能量平衡工程设计过程流程的产生加工、建设 开车与操作 改造 退役评价（Evaluation） 费用、安全、环境影响… 比较与优化（Comparison and optimization） 决策（Decision）多目标化工过程设计步骤及生命周期初始决策（Conceptual decision ）过程合成列举可行方案（Alternative generation） 分析（Analysis）物料平衡 能量平衡工程设计 加工、建设过程分析过程流程的产生过程分析评价（Evaluation） 费用、安全、环境影响… 比较与优化（Comparison and optimization） 决策（Decision）多目标开车与操作 改造 退役3. 化学工程师学科基础‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡化工热力学 (Thermodynamics) 传递过程原理 (Transport phenomena) 化学反应工程 (Reaction engineering) 化工分离工程 (Separation engineering) 化工过程系统工程 (Chemical Process Systems Engineering) 工程师道德规范 (Engineer Ethics)关于化工过程系统工程化学工程学科的发展1920s ~ 单元操作 (化学、物理) 1960s ~ 三传一反，即化学工程科学（化学、物理、数学） 1980s ~ … 化工过程系统工程（化学工程、系统工程、运筹学、计算机科学…） …关于化学工程师道德规范化学工程师的使命———造福人类AIChE Code of Ethics (Revised January 17, 2003) /About/Code.aspx NSPE Code of Ethics for Engineers (Revised July, 2007)/Ethics/CodeofEthics/index.html科技工作者科学道德规范(试行) (2007年1月16日中国科协七届三次常委会议审议通过)4. 本课程的主要学习内容化工过程分析 - 模拟 化工过程合成 - 优化。

化工过程分析与合成大作业
在一全混流反应器中用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为
（A ） （B ） （C ） （D ） 反应在310.3K 等温下进行，动力学方程为，反应为二级不可逆放热反应。

当进料浓度A<<B 时，可以作为一个一级反应，忽略丁醇浓度的变化。

以少量硫酸为催化剂，反应物密度为0.75Kg/L ，每天生2400Kg 醋酸丁酯。

钢制反应釜釜高1m ，釜内直径0.7m ，采用夹套式换热，水流通道厚度为1cm ，冷却水进口温度35C º，出口温度40C º。

釜内采用螺带式搅拌，搅拌轴转速n=250r/min 。

反应温度下各物质的物性参数数据见表
在生产条件下各过程参数如下：
能量守恒方程
20)ex p()()()(A g p C p f c T R E k C H T T VC UA T T V F dt dT -∆-+---=ρρ
做出乙酸浓度和温度的相图
O H H COOC CH OH H C COOH CH 2942943+→+;
74.173;
5.37;0.6;0.380;
63.6222K
mol KJ Cp c Tc m A K m W U mol KJ Hr ∙=︒==∙==∆-s mol m k mol J E s m F m V m Kg ⋅⨯=⨯=⨯===--31105343310467.510305.1/1073.2078.1;/81.873ρ。

化工过程分析与合成绪论：1：化工过程的定义：原料经过物理或化学加工制成产品的过程。

2：实现方法：通过反响、分别、混合、加热、冷却、压力转变和颗粒尺寸的变化等一系列步骤实现的。

3：工艺流程：独立转化的单元过程由被处理的物料流连接起来，成化工过程生产工艺流程。

4：最重要的也是最常用的单元过程：1：化学反响过程2：分别过程3：换热过程4：流体输送过程5：设计的目标：高效益、易掌握、环境友好和安全的过程。

6：两类优化流程构造的方法：探试法、算法方法方法优点缺点软件代表与工程师直接阅历全都，便再循环引起的收敛迭代很ASPEN PLUS于学习和使用；易于通用化，费机时；进展设计型计算时PRO/II序贯模块法已积存了丰富的单元模块；很费机时；不易于用于最优CONCEPT需要计算内存小；有错误易化计算。

CAPES于诊断检查。

FLOWTRAN面对方程法解算快；模拟型计算与设计要求给定较好的初值，否则ASPEN PLUS 型计算一样；适合最优化计可能得不到解；计算失败后ASCEND-II 算，效率高；便于与动态模诊断错误所在困难；形成通SPEED-UP拟联合实现。

用化程序有困难，故使用不便；难以继承已有的单元操作模块可以利用前人开发的单元操将严格模型做成简化模型TISFLO作模块；可以避开序贯模块时，需要花费机时；用简化FLOWPACK-II联立模块法法中循环流迭代；比较简洁模型来寻求优化时，其解与实现通用化。

严格模型优化是否始终有争论。

7：推断最正确断裂的准则分为四类：①断裂的物流数最少；②断裂物流的变量数最少；③断裂物流的权重因子之和最少；④断裂回路的总次数最少。

8：自由度〔设计变量〕的选择原则：1：所选择的自由度必需真正独立2：自由度的选择应使问题求解尽量便利9：模拟型问题：理论级数、进料位置、塔顶〔或塔底馏出量)、回流比→→塔顶、塔底的产品组成10：设计型问题：轻关键组分的塔顶回收率、重关键组分的塔底回收率、进料位置判据、回流比→→理论级数、进料位置、塔顶和塔底馏出量其次章：1：非抱负体系——承受状态方程与活度系数相结合的模型；2：汽相状态方程模型：非抱负气体模型：Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling 〔BWRS 〕；Hayden-O’Connell〔用于Hexamerization 的氢-氟化物状态方程〕抱负气体模型：Lee-Kesl e〔r LK〕；Lee-Kesler-Plocke r；Peng-Robinso n〔PR〕；承受Wong-Sandler混合规章的SRK 或PR；承受修正的Huron-Vidal-2 混合规章的SRK 或PR；用于聚合物的Sanchez-Lacombe 模型。

<<化工过程分析与合成>>试题(A)答案及评分标准一、填空题（每空1分，共30分）1. 序贯模块、面向方程、联立模块。

2. 物料流 能量流。

3. 直接迭代法 部分迭代法 韦格施坦法。

4. 集中参数模型 分布参数模型 多级集中参数模型 集中参数模型 代数-常微分方程组5. C+2。

6. 可行，不可行，可行，不确定7. 加热，冷却。

8. N H ≥N C ，FCp H ≥FCp C 。

9. 参数 结构 10. 96，83，157 11. 4，14，15 二、判断题（每题1分，共10分）1. 对2. 错3. 错4. 对5. 对6. 对7. 错8. 错9. 对10. 对 三、简答题 1. 答：过程系统工程是研究化工过程整体特性的一门学科，它用系统工程的观点和方法来研究化工过程的开发、设计、最优操作和最优控制。

（3分）2.. M ——质量守恒方程（或物料恒算方程）（1分）；E ——相平衡方程（1分）；S ——归一化方程（1分）；H ——焓恒算方程（1分）。

3. 答：过程系统有m 个独立方程数，其中含有n 个变量，则过程系统的自由度为：d=n-m 。

（3分）通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数。

（2分）4. 答：过冷液体 B ci i i T T z K <⇔<∑=11（1分）泡点液体 Bci i iT T z K=⇔=∑=11（1分）两相混合物 BCi i i T T K z >⇔>∑=11Dci i iT T K z<⇔>∑=11（1分） 露点气体 Dci i iT T K z=⇔=∑=1/1（1分） 过热气体Dci i iT T K z>⇔<∑=1/1（1分）四、模拟与综合题1.(10分) 答：（1）模型方程a. 相平衡方程：b. 物料衡算：c. 热量衡算：d. 归一化方程：e. 焓算式： ……………………………………………………………每种方程1分，共5分（2）求解方法引入参数Ф=V/F （1） ………………………………………………………1分……1分则：（2）又有：（3）………………………………………2分111iiiyx z===∑∑∑i i iF z V y L x ⨯=⨯+⨯i i iy k x =⨯F V L F H Q V H L H ⨯+=⨯+⨯(,,)(,,)V i L i H f y T P H f x T P ==Ci x K y i i i ,...2,1 ==,...C ,i Vy Lx Fz iii21 =+=(1) 1,2,...i i i i z k x x i C φφ=+-=iy = 1,2,...1(1)1(1)i i i i i i z k z x i C k k φφ==+-+-111 1ccii i i xy ====∑∑1(1)0 1(1)ci ii ik z k φ=-=+-∑采用迭代法求解方程（3），得到Ф的值，根据（1）得到V 的值；L=F-V ；再根据（2）可以计算出x i 和y i 。

名词解释1.夹点的意义夹点处,系统的传热温差最小等于ΔT min ,系统用能瓶颈位置;夹点处热流量为 0 ,夹点将系统分为热端和冷端两个子系统,热端在夹点温度以上,只需要公用工程加热热阱,冷端在夹点温度以下,只需要公用工程冷却热源；2、夹点技术夹点技术是以热力学为基础,从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度的分布,从中发现系统用能的“瓶颈”所在,并给与解瓶颈的方法;夹点设计法三条原则：1应该避免有热流量穿过夹点2夹点上方应该尽量避免引入公用工程冷却物流3夹点下方应该尽量避免引入公用工程加热物流夹点匹配的可行性规则及经验规则3、过程系统能量集成过程系统综合是以合理利用能量为目标的全系统能量综合问题,它从总体上考虑过程中能量的供求关系以及系统结构,操作参数的调优处理,已达到全过程系统能量的优化综合;以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合设备在系统中的合理放置：1分离器与过程系统热集成时,分离器穿越夹点是无效的热集成；2分离器完全在夹点上方或完全在夹点下方均是有效的热集成;3热机不穿越夹点的设置,是有效的热集成;4热泵穿越夹点的设置是有效热集成;4、过程用能一致性原则利用热力学原理,把反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度统一起来,把全过程系统能量综合问题转化为有约束的化热网络综合问题;5、利用夹点分析进行过程系统能量集成,调优策略的原则：设法增大夹点上方总的热流股的热负荷,减少总的冷流股的热负荷；设法减少夹点下方总的热流股的热负荷,增大总的冷流股的热负荷;即所谓的“加减原理”;6、化工过程系统模拟采用一反映研究对象本质和内在联系,与原型具有客观一致性,可再现原型发生的本质过程和特性的模型,来进行设计和研究原型过程的方法;对于化工过程,在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律三种基本方法：序贯模块法、联立方程法、联立模块法7、过程系统优化实现过程系统最优运行,包括结构优化和参数优化结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联接,以优化过程系统;参数优化：对于一确定的过程系统,对其中的操作参数进行优选,以使某些指标达到最优;8、过程系统综合按照规定的系统性能,寻找需要的系统结构和子系统特性,并按照规定的目标进行最优组合;4种基本方法：分解法、直观推断法、调优法、结构参数法9、过程系统分析对于已知的过程系统,在给定其输入参数,求解其输出参数;10、过程系统自由度过程系统有m个独立方程数,其中含有n个变量,则过程系统的自由度为： d=n-m,通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数;11、分离序列综合在给定进料流股状态流量、组成、温度、压力并规定分离产品要求的情况下,系统化地设计出分离方案并使总费用最小;分离序列综合的主要目的是选择合理的分离方法和确定最优的分离序列;分离序列综合是两水平问题：1 找出最优的分离序列和分离器性能；2 对每一分离器进行优化设计12、动态规划解决多阶段策略的整体决策问题的构造型方法;动态规划的最优化原理：无论前面的状态和决策如何,对前面的决策所形成的状态而言,余下的各阶段策略必须构成最优策略;13、复杂精馏模拟过程中的M.E.S.H方程M：物料衡算方程E：相平衡方程S：组分归一方程H：热衡算方程14、过程系统分解对大规模复杂系统进行不相关独立子系统的识别、系统分割、最大循环网的断裂识别不相关独立子系统系统分隔识别不相关子系统中的循环回路或15、系统分解子系统中循环回路或最大循环网的断裂16、系统分解中的系统分隔识别出系统中的独立子系统,进一步识别出这些子系统中必须同时求解的方程组及其对应的循环回路或最大循环网,并用拟节点表示这些循环回路或最大循环网,将系统中的节点、拟节点按信息流方向排除没有回路的序列,确定有利的求解顺序;单元串搜索法系统分割方法：邻接矩阵法可及矩阵法xLee-Rudd断裂发回路矩阵最大循环网断裂方法：Upadhye和Grens断裂法权因子总和最小的非多余断裂族双层图断裂法求解方程组表示的过程系统选择设计变量的准则：最好的一组设计变量得到一个结构,其必须联立求解的方程数目最少；或最好的设计变量的准则使设计方程组得到一个开链结构;17、平衡的总组合曲线描述了全系统公用工程流股与过程流股间可以匹配的温位和负荷;18、门槛问题门槛问题：过程系统只需要一种公用工程物流门槛温度差：由门槛问题转变为夹点问题的温度差19、有序直观推断规则按顺序使用规则1：在所有其分离方法中,优先采用能量分离剂分离方法例如精馏, 避免用质量分离剂分离方法例如萃取;当关键组分间的相对挥发度小于1.05~1.10时,应该采用质量分离剂分离方法例如萃取,此时质量分离剂应在下步立即分离;规则2：精馏分离过程尽量避免真空和制冷操作;规则3：当产品集中包括多个多元产品时,倾向于选择得到最少产品种类的分离序列;规则4：首先安排除去腐蚀性组分和有毒有害组分,从而避免对后继设备苛刻要求,提高安全操作保证,减少环境污染规则5：最后处理难分离或分离要求高的组分,特别是当关键组分间的相对挥发度接近1时,应当在没有非关键组分存在的情况下进行分离,这时分离净功耗可以保持较低水平规则6：进料中含量最多的组分应该首先分离出去,这样可以避免含量最多的组分在后续塔中多次气化与冷凝,降低了后续塔的负荷规则7：如果组分间的性质差异以及组分的组成变化范围不大,则倾向于塔顶和塔底产品量等摩尔分离; 如果不能按塔顶和塔底产品量等摩尔分离如分离点组分间相对挥发度太小等情况,则可选择具有最大分离易度系数处为分离点;20、断裂组与断裂族有效断裂组：能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂流股组;多余断裂组有效断裂组非多余断裂组断裂族：任何一种单元计算序列都同时具有一种特定的收敛行为和与其对应的许多断裂组;把与每一种单元计算顺序对应的断裂组看做一个断裂族,同一断裂族的断裂组具有相同的收敛行为;断裂族可以定义为由替代规则联系起来的断裂组的集合;多余断裂族断裂族非多余断裂族寻找关键混合断裂组21、换热网络综合：就是确定这样的换热网络,具有最小的投资费用和操作费用,并满足每一个过程物流的工艺要求从初始温度达到目标温度,具有较好的柔性、可控性和操作性;换热网络的费用来源：换热单元数、换热面积和公用工程消耗;22、转运模型：确定把产品有工厂经由中间仓库再运送到目的地的最优网络;对于热回收问题,热量可看做产品,有热物流通过中间的温度间隔送到冷物流,在中间的温度间隔中,应当满足传热过程中的热力学上的约束,即冷热物流间传热温差要大于或等于允许的最小传热温差ΔT min;。

（完整版）化⼯过程分析与合成名词解释1.夹点的意义（夹点处，系统的传热温差最⼩（等于ΔT min ），系统⽤能瓶颈位置。

夹点处热流量为 0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个⼦系统，热端在夹点温度以上，只需要公⽤⼯程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公⽤⼯程冷却（热源）；）2.过程系统能量集成（以⽤能最⼩化为⽬标的考虑整个⼯艺背景的过程能量综合）3.过程系统的结构优化和参数优化（改变过程系统中的设备类型或相互间的联结关系，以优化过程系统；参数优化指在确定的系统结构中，改变操作参数，是过程某些指标达到优化。

）4、化⼯过程系统模拟（对于化⼯过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律）5、过程系统优化（实现过程系统最优运⾏，包括结构优化和参数优化）6、过程系统合成（化⼯过程系统合成包括：反应路径合成；换热⽹络合成；分离序列合成；过程控制系统合成；特别是要解决由各个单元过程合成总体过程系统的任务）7、过程系统⾃由度（过程系统有m个独⽴⽅程数，其中含有n个变量，则过程系统的⾃由度为： d=n-m，通过⾃由度分析正确地确定系统应给定的独⽴变量数。

）填空题1.稳态模拟的特点是，描述过程对象的模型中( 不含 )时间参数2.( 集中参数模型)认为状态变量在系统中呈空间均匀分布，如强烈搅拌的反应罐就可以⽤这⼀类模型来描述.3. ( 统计模型 )⼜称为经验模型，纯粹由统计、关联输⼊输出数据⽽得。

(确定性模型 )⼜称为机理模型4.( 结构 )优化和( 参数 )优化是过程系统的两⼤类优化问题，它们贯穿于化⼯过程设计和化⼯过程操作。

5.换热⽹络的消耗代价来⾃三个⽅⾯： (换热单元（设备）数) ( 传热⾯积) (公⽤⼯程消耗)6.过程系统模拟⽅法有、和。

7.试判断图a中换热匹配可⾏性 1 , 2 ,3 ,4 。

8.在夹点分析中，为保证过程系统具有最⼤热回收，应遵循三条基本原则：避免夹点之上热物流与夹点之下冷物流间的匹配；夹点之上禁⽤冷却器；夹点之下禁⽤加热器。

化工过程分析与合成考点1、什么叫过程：（1）客观事物从一个状态到另一个状态的转移。

【过程】（2）在工艺生产上，对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工艺。

【过程工艺】（3）以天然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。

【化工过程↓↓↓】原料制备【↓↓↓包括】化学反应产品分离（4）由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。

【单元过程】化学反应过程（5）【↓↓↓最重要的单元过程】换热过程分离过程输送过程催化反应过程（6）【↓↓↓化学反应过程举例】热裂解反应过程电解质溶液离子反应过程生化反应过程分散控制（7）【↓↓↓过程控制技术发展历程】计算机集中控制集散控制（我国多）现场总线控制第二章、化工过程系统稳态模拟与分析直接迭代法知识点框架回路搜索法其他零散知识点【↓↓模块】模型和算法，一是要建模，二是这个模型的算法，两者组一起才能算作模块。

【↓↓单元模型类型】理论模型、经验模型、半经验模型。

【↓↓↓什么叫稳态（化工过程稳态模拟）】各个工艺参数状态量不随时间而发生变化的叫做稳态。

【↓↓↓什么叫模拟】对过程系统模型进行求解就叫模拟。

【↓↓↓过程系统模拟可以解决哪些问题（会画图）】（1）过程系统模拟分析问题；（2）过程系统设计问题；（3）过程系统参数优化问题。

1）过程系统模拟分析问题：已知决策变量输入，已知过程参数，求输出，是一个正向求解问题，最简单的模型。

2）过程系统设计问题：已知输出设计结果，已知过程参数，求决策变量输入；看起来是已知输出求输入，实际上是假设输入猜值去计算输出与已知输出进行比较再调整猜值进行计算。

只能单项求解，从左到右3)过程系统参数优化问题：过程系统模型与最优化模型联立求解，得到一组使工况目标函数最佳的决策变量，从而实施最佳工况。

【↓↓↓单元模块】是依据相应过程单元的数学模型和求解算法编制而成的子程序。

具有单向性特点【↓↓↓断裂】通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的办法。

《化工过程分析与合成》复习题第二章1•过程系统模拟有哪几类问题？2. 过程系统的模拟分析是指什么，用流程框图画出其示竄图。

3. 过程系统设计的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。

4. 过程系统参数优化的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。

5. 请解释过程系统模拟的序贯模块法含义，特点，适用范围。

6. 请解释过程系统模拟的面向方程法含义，特点，适用范围。

7. 请解释过程系统模拟的联立方程法含义，特点，适用范围。

8. 在计算再循环物流时，需要对某些物流进行“断裂”，此处“断裂”的含义是什么？9. 判断最佳断裂的准则是什么，如何用数学表达式表示？10. 请解释有效断裂组、多余断裂组、非多余断裂组。

11 •请描述搜索断裂组的替代规则。

12. 解释断裂族的概念。

13. 再循环物流断裂处设覽收敛单元，其功能有哪些？14. 适合于收敛单元的数值计算方法一般应满足哪些条件？15. 直接迭代法的原理和优缺点是什么？16•阻尼迭代的含义是什么，请用公式表达，阻尼因子的选择对迭代收敛有何影响？17•—个大型稀疏方程组，阶数为60,非零系数个数为240,求稀疏比和方程中为零的单元有多少个？18•请画出下面不可分割子系统的回路矩阵，并寻求最优断裂组。

【各流妝的权巫Wj （j=l, X 3,4,5,6,7）分别为2,9, 2, 3, 3,4,2?]S7S619•直接迭代法求解下列方程组。

20.直接迭代法求解下列方程组o2X I +X23=35.568X I2-0.5X2=0.3621.求解方程组（提示：X4为负鞍数）厂2X1+2X2+X3一5X5+2X6+X7 =03X4— x7 =_2心+2兀2 一3X4+2X7 = 15X2-4X3—2X5 = 02X1+X2+4X4 = 03X1+X3+3X4 = 122利由鹹魂溺下列方程组，请自己捋定输出变量。

并画出相应的有向图，并进行回路搜索。

（要求写出详细的步骤）。

Xl X2X3X4X5fl<111Af2111f311f4111f511J23运用拟线性化思路求解非线性方程组。

1、过程系统的三种基本方法a、序贯模块法：通过对单元模块的依次计算来求解系统模型的方法特点：（1）针对树形结构的过程系统（2）以单元模块为基础，定向性很强（3）模拟计算的顺序由流程结构决定（4）对于含不可分隔子系统（再循环回路）的过程系统，必须通过断裂和收敛技术处理，才能用序贯模块法进行计算(5)序贯模块法求解含有多个不可分隔子系统的过程系统时，各个回路分别单独收敛b、联立方程法：将描述一化工流程的所有方程汇总在一起，然后联立求解特点：模拟时不受实际物流和流程结构影响，可灵活地确定输入坏人输出变量c、联立模块法：采用两种设备单元模型（严格模型和简化模型）交替进行模拟计算的方法特点：利用单元模块的严格模型获取简化模型的系数，建立模块输入与输出的线性关系，然后将各单元简化模型与系统的机构模型联立求解。

以低阶的线性方程组的解逼近原非线性方程组的解。

2、序贯模块法的基本思想从流程的第一个单元设备开始计算，即调用与该单元所对应的单元模块，由已知的输入与参数求输出流股变量，而该输出变量即为下一个单元的输入，再依次调用各单元模块，直至流程的最后一个单元模块，就可求得各单元设备的输出流股变量。

3、定常态局部稳定性的基本概念？是指瞬时小干扰引起的对定态的偏离，系统具有自动回复原始定常态的能力。

可分为哪几类？1、局部稳定2、局部不稳定。

4、间歇过程是什么？将有限的物料，按规定的加工顺序，在一个或者多个设备中加工，以获得有限产品的加工过程，如果需要更多产品，必须重复该过程。

通常采用的操作方式？1、非覆盖式操作2、覆盖式操作3、异步覆盖式操作若间歇过程包含了一个时间限制级，如何处理？采用异步操作的办法，即采用多台平行设备进行操作。

为什么呢？可大大缩短该间歇级的循环时间。

5、有向图可以描述方程系统的结构和工艺流程的结构特征描述工艺流程（过程系统）有向图和描述方程系统有向图的区别？1、过程系统：节点为过程单元，支线为物流或能流2、方程系统：节点为方程，支线代表变量的传递方向。