化工过程分析与合成试卷
化工过程分析与合成习题
化工过程分析与合成习题
介绍化工过程分析与合成的概念和重要性
概述课程的研究目标和结构
讨论化工流程分析的基本概念和原理
研究化工过程模拟和优化的方法
探讨化工过程合成的基本原理和方法
分析化工反应器设计和操作的关键要素
研究化工过程合成在实际应用中的案例和技术
分析化工过程的可持续性和环境影响因素
提供一系列题并进行解析和讨论
帮助学生巩固和应用所学的化工过程分析和合成知识
总结课程的主要内容和重点
强调化工过程分析与合成在现代工程中的重要性
通过本大纲,学生将能够全面了解化工过程分析与合成的基础原理和实际应用,并能够通过题练提高解决相关问题的能力。
本课程的目标是帮助学生理解化工过程分析和合成的基本原理,并培养他们解决相关问题的能力。
本课程将涵盖以下内容:
化工过程分析的基础知识
化学反应工程
流程优化
合成方法
该课程将通过题训练来提高学生的实际应用能力。
该课程将通过习题训练来提高学生的实际应用能力。
化工过程分析与合成
一、单项选择题。
本大题共14个小题,每小题5.0 分,共70.0分。
在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
重质油催化剂裂化制轻质油的反应过程是(B)。
脱氢过程裂化反应热裂解反应过程催化过程数值稳定性好,通常,迭代收敛过程有(C)。
很缓慢很快四种可能情况收敛解氨合成过程的物料必须进行循环,主要集中在(D)。
制气工段压缩工段脱硫工段氨合成工段蒸馏的原理是(A)。
物质的沸点不同物质分子量大小物料的浓度进料快慢过程系统结构的优化属于过程系统的(B)。
过程系统的问题合成问题过程系统的分析优化问题氨厂包括的工序有(A)。
原料气制备原料气脱硫氨的分离空气净化天然气中的主要成分是(B)。
氩甲烷(CH4)氢气氮气实验数据归纳的模型被称为(A)。
经验模型半经验模型特定模型多级参数模型工业上已得到广泛应用的低能耗分离技术是(D)。
吸附分离技术非定态技术变压吸附乙苯脱氢制苯乙烯的反应过程是(A)。
脱氢反应制苯乙烯裂解反应过程催化过程对均一系物料的气相分离,可采用(A)。
吸附吸收汽提蒸发萃取变压吸附是在工业上已经得到广泛应用的(D)。
气体分离技术非定态技术节能分离技术吸附分离技术化工过程系统合成是(C)。
产品生产合成设备合成换热网络合成反应物料合成泡点温度是指气液平衡时与液相组成相对应的(C)。
液相起泡时温度沸腾温度平衡温度气相温度二、多项选择题。
本大题共6个小题,每小题5.0 分,共30.0分。
在每小题给出的选项中,有一项或多项是符合题目要求的。
用人工智能技术模拟人脑的思维过程,两种不同的成功途径是(DE)。
离散模拟模糊模拟非数值模拟客观模拟微观模拟单元操作模拟中每个模块中包含有(AB)。
单元操作相关方程相关的物性计算程序物流焓值进口物料组成出口组成对化工过程进行描述的数学模型有(CD)。
机理模型经验模型集中参数模型分布参数模型人工智能模型在典型的工厂中优化可能涉及(BC)。
一个车间过程设计和装置规范车间操作某个过程某个装置物性模型包括的重要两项是(AB)。
化工过程分析与合成期末题库
一、填空题(每空1分)1 稳态模拟的特点是,描述过程对象的模型中??时间参数。
2 就其模拟计算求解方法而言,过程系统模拟可以归纳为:??、??、??。
3序贯模块法的基础是??。
4 求解超大型稀疏非线性方程组的方法大致分为??、??两类。
5 根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方式,一般可以把动态模拟时的数学模型分为??、??和??。
6 根据建立模型的不同方法,一般可以将数学模型分为??、??和介于两者之间的??。
7 连续搅拌罐反应器(CSTR)的动态模型可以用??参数模型进行描述。
8 ??优化和??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。
9求解非线性有约束条件最优化问题的方法很多,比较常用的有??和??。
它们的共同点在于都是将有约束最优化问题转变成??最优化问题。
10在分离序列的综合中,根据试探法的经验规则S2,难分离的组分应当??分离。
11化工分析过程,主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、??、??、优惠工况下的最佳操作参数等。
12化工过程系统的合成包括有:反应路径合成、??、??、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的任务。
13??优化考虑的是流程方案的优化,在多种可行方案中找出费用最小的流程结构。
14在夹点之上,换热网络仅需要??公用工程,相对于环境是个??;在夹点之下,换热网络仅需要??公用工程,相对于环境是个??。
15在分离序列综合中,按照??规则,等摩尔分割最有利。
16采用一种分离方法把一个??组分混合物用简单塔分离成??个纯组分的分离过程,共含??个分离器,??个分离序列数,含有??个分离子群,??个分离子问题。
17以下换热网络中的物流匹配??是可行的,??是不可行的。
18如果优化计算结果直接送往控制系统去执行则称为??。
二、判断题(每题2分)。
请判断对错(√或 ),并简单解释原因。
1在序贯模块法中的单元模块具有单向性的特点。
化工过程分析与合成A
<<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。
化工过程分析和合成计算题
3
45
Qi
0 10 107.5117.5 10
最小加热量为107.5 kW,最小冷却量为40kW,夹点位置在90-70℃.N1 ≤ N3 + N4, FCp1 ≤ FCp3 ,FCp1 ≤ FCp4
Q = 2×(150-90) = 120 kW Q = 2.5×(125-70) = 137.5 kW
例3 既有一五组分碳氢化合物旳混合物,其构成和各组
分旳相对挥发度如下表所示:工艺要求得到高纯度旳单
组分产品,试用有序直观推断法进行分离序列旳综合。
分离易度系数计算公式:CES = f*△,
f = D/W或W/D,f 取接近 1旳数值,△ = (α-1)*100。
序号 构成(摩尔分率)
相邻组分相对挥发度 原则沸点(ºC)
热流量(kw) 360 275 420 220
[解] 根据所给数据作出问题表格(1)
1
2
3
45
列
温
流股与温度
最大允许
区 热流股
T,℃
冷流股 Ti- ∑CPC- Di
Ii
Qi 热流量,
T1 T2
C1 C2 Ti+1 ∑CPH
kW
170
输入 输
出
1
160 150
20
3.5 +70 0 -70 +10 +30
6/3/F/Fmax问题,阐明Johnson规则在特殊旳n/3/F/Fmax问题上旳应用
产品 1
实际加工时间
M1
M2
M3
4
1
3
虚拟二单元加工时间
第一单元ai 第二单元bi
5
4
2
大连理工化工过程合成与分析2007年考题答案
一、二(略)三、换热网络综合(15分)一换热网络有2个工艺热物流和2个工艺冷物流,数据如下表所示。
若热、冷物流间最小允许传热温差C T ︒=∆10min ,试用问题表格法确定该过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷,并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。
[解](1)根据所给数据作出问题表格(1)子网络序号冷物流及其温度问题表格(1)热物流及其温度k C 1 C 2 H 1 H 2(2)对各个子网络进行热量恒算,得到问题表格(2)问题表格(2)子网络赤字D k热量kW 热量kW序号kW 无外界输入热量外界输入最小热量I k Q kI k Q kSN1 70 0 -70 100 30SN2 30 -70 -100 30 0 SN3 -35 -100 -65 0 35SN4 -55 -65 -10 35 90 SN5 -5 -10 -5 90 95物流标号 热容流率 初始温度 终了温度 热流量 CP /(kW )/C ︒ C T S ︒/ C T t ︒/ Q /kW H 1 4.0 150 60 360 H 2 2.5 160 50 275 C 1 3.5 50 170 420 C 2 2.0 40 150 220得到如下信息:在 T min =10o C 的情况下,夹点温度在热流体夹点温度150ºC 和冷流体夹点温度140 ºC 之间,故夹点温度 T = 145 ºC 最小公用工程加热量 Q H min = 100 kw 最小公用工程冷却量 Q C min = 95 kw (3)夹点上方子网络匹配热端设计:物流热容初始目标热负荷标号流率温度温度kW/ o C o Co CkW CPT s T tQH 2 2.5 160 150 25C 1 3.5 140 170 105C 2 2.0 140 150 20H 1H 2C 1C 2(4)夹点下方子网络匹配kW/ 冷端设计:物流热容初始目标热负荷标号流率温度温度o C o Co CkW CPT s T tQH 1 4.0 150 60 360H 2 2.5 150 50 250C 1 3.5 50 140 315C2 2.0 40 140 2001H 2C 1C 2(5)整个初始网络为:整体设计方案:H 1H 2C 1C 2四、(10分)现有一六组分碳氢化合物的混合物,其组成和各组分的相对挥发度如下表所示:工艺要求分离出5个产品A ,B ,C ,DE ,F ,试用有序直观推断法进行分离序列的综合。
2009-10学年度上期化工分析与合成期末试卷B答案
宜宾学院2009——2010学年度上期《化工过程分析与合成》试题(B卷)答案一、判断题(每小题2分,共20分)(1)采用夹点设计法设计换热网络时,为保证系统的最大热回收,应避免热物流穿越夹点。
(N)(2)热泵与系统热集成时,将热泵穿越夹点放置是有效的热集成。
(Y)(3)两个或两个以上相连的循环回路一定构成最大循环网。
(N)(4)采用断开热负荷回路的方法调优换热器网络,合并换热器后的结构除了需要保证每个单元设备热负荷为非负外,还要检验每个单元设备的传热温差是否大于或等于最小的允许传热温差。
(Y)(5)R组分简单塔精馏分离序列的综合问题,可以看成是R-1阶段决策问题。
(Y)(6)系统的自由度为系统变量数减去描述系统的所有方程数。
(N)(7)能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂组定义为多余断裂组。
(N)(8)穿越夹点的热流量为零,则夹点处的传热推动力为零。
(N)(9)利用能量松弛法调优换热器网络,调优前后系统所需的冷、热公用负荷不变。
(N)(10)对于已给定热交换量的情况,通过热交换面的传热温差愈小,过程的不可逆性愈小,有效能损失小。
(Y)二、分析讨论题(每小题4分,共20分)1.间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。
答:错误(1)间歇过程的瓶颈问题随产品及操作策略而有所不同,因而很难找到。
(1)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?答:对(1)状态变量是决策变量的函数,因而,只考查决策变量对目标函数的影响,不会改变优化过程的性质,但能缩小问题的求解难度。
(1)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。
答:错误(1)无约束的非线性最优化问题可以通过令一阶导数为0来进行。
2020年整理化工过程分析与合成期末考试试卷.doc
《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
1。
化工过程分析与合成作业
化工过程分析与合成作业
一、催化工艺过程分析:
1、催化反应机理:C-H键相互作用,使芳基空位的活性提升,运氧
修饰后芳基空位可被电子稀释,从而形成反应底物活性中心,当反应受体
进入反应中心,共振调和后释放出能量,完成催化反应;
2、催化反应用催化剂:一般用金属酸盐类催化剂,如钯,铂,铑,
钌等,中间体配体可以促进反应剂与金属配体之间发生配位反应,从而形
成最终产物。
3、催化反应反应条件:一般选择常温,温度可以调节,以便促进反
应进行,可使用催化剂的浓度调节,保持反应反应水平,采用气体环境可
以促进催化反应,保持良好环境,防止反应的干扰,并可以运用多重反应
来改善产物结构。
二、合成反应过程:
1、将原料2-氧代均三甲基氯化铵钠和钯催化剂放入反应釜,加入足
量的乙酸乙酯,加热至100摄氏度;
2、待温度升至100摄氏度后,快速加入一定量的N,N-二甲基甲酰胺,振荡搅拌;
3、勤搅拌,直至钯催化剂完全溶解;
4、再将振荡液搅拌至反应液的温度升至110摄氏度,转移至液相色
谱分析,将反应液加入色谱柱中,检测反应物;
5、分析结果显示,98%以上的原料均被催化反应转化。
化工过程分析与合成填空题
1.化工过程是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。
a 原料制备b 化学反应c 产品分离;单元过程由被处理的物料流联接起来,构成化工过程生产工艺流程:a 化学反应过程b 换热过程c 分离过程。
2.化学反应过程──化工过程的核心部分3. 化工过程系统的合成包括: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4. 六十年代初,Rubin 就提出了断裂的思想判断最佳断裂的准则分四类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。
5. Upadyhe-Grens 达到断裂的方案并不是唯一的。
需要解决的两个问题:一是要有一种能把所有的有效断裂物流组都能搜索出来的办法;二是要能把最优断裂组从中选择出来。
6. 直接迭代法的雅可比矩阵为单位矩阵;优点:方法简单,只需要一组初值,不需计算导数和逆矩阵;弱点:迭代次数多、收敛速度慢,对初值要求较高。
为改善直接迭代法的收敛行为,提出了阻尼直接迭代法,或称加权直接迭代法:q 为阻尼因子,可以人为给定;q =0 直接迭代0<q<1 加权直接迭代,可改善收敛的稳定性;q<0 外推直接迭代,加速收敛7.方程组的分解方法有回路搜索法和矩阵法两大类8. 联立模块法计算效率较高,求解起来也容易得多,能利用大量原有的丰富的序贯模块软件。
9. 联立模块法回路切断方式是联立求解系统简化模型的,而序贯模块法则是各回路分别收敛的。
10. 模型化(Modeling)是现代化学工程方法论的重要组成部分,尤其是过程动态学的核心。
11. 常微分方程组的初值问题,通常可以利用龙格-库塔法(R -K ),基尔(Gear )法等通用程序来求数值解。
12. 定态的局部稳定性:定态操作只是一种理想的操作状态。
定态局部稳定性,是指由瞬时小干扰引起的对定常态的偏离,在扰动因素消失后,系统能自动回复原始定常态。
定态局部稳定性在工程上是非常重要的性质。
化工过程分析与合成大作业
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(3)
化工过程分析与合成一、选择题1.下列不属于化工过程的部分的是(A)A物理反应B原料制备C化学反应D产品分离2.化工过程中的化学反应不包括(B)A氧化B吸收C还原D磺化3.化工过程中的物理加工不包括(C)A加热B冷凝C硝化D精米4・个不是均一体系气相分离的过程?(C)A.吸收B. B.吸附C.C气提D.D膜分离5.化工过程系统的合成包括反应路径合成、分离序列的合成、过程控制系统的合成和(C)A.反应控制系统B.过程流程系统C.换热网络合成D.换热网络系统6.哪个不是模拟计算求解方法?(D)A.SMMB.联立模块法C.EOMD.序列模块法7.下列哪一项不是对均一系物料的液相分离的方法。
(D)A.蒸馈8.蒸发C.膜分离D.吸收9.以下哪项不是构成化工过程生产工艺流程中最重要的单元过程。
(C)A.换热过程B.分离过程C.制备过程D.化学反应过程10模拟计算求解的方法不包括(B)。
A.序贯模块法B.结构参数法C.面向方程法D.联立模块法11.重质油催化剂裂化制轻质油的反应过程是(B)。
A脱氢过程B裂化反应C热裂解反应过程D催化过程12.乙苯脱氧制苯乙烯的反应过程是(A)。
A脱氢反应B制苯乙烯C裂解反应过程D催化过程13.对均一系物料的气相分离,可采用(A)。
A吸附吸收B汽提C蒸发D萃取14.搅拌器罐体长径比对夹套传热有显著影响,容积一定时长径比越大,则夹套的传热面积(A)oA.越大B.越小C.不变D.以上答案均不对15.与填料密封相比,机械密封的(A)大约为填料密封的百分之一。
A.泄漏率B.密封性C.磨损率D.使用率16.塔设备设计中最需要设置地脚螺栓的工况是(A)。
A.空塔检修B.水压试验C.满负荷操作D.其它17.以下哪个不是生产方法选择的原则(D)A.先进性B.可靠性C.合理性D.系统性18.在化工设计过程中,下面的哪个步骤不需要主管部门批准(C)。
A.编制项目建议书B.可行性研究报告C.施工图设计,提出预算D.扩大初步设计,提出总概算19.不是间歇过程的特点的是(B)eA.生产灵活性高;B.易实现自动化;C.适合有固相的物流;D.适合生产季节性产品20.天然气中的主要成分(B)AMB甲烷C氨气D氮气21.对均一系物料的气相分离可以采用(A)A吸附吸收B汽提C蒸发D萃取22.重质油催化剂裂化制轻质油的反应过程是(B)A脱氢过程B裂化过程C热裂解反应过程D催化过程23.模拟计算求解的方法不包括(A)A.计算方程法B.序贯模块法C.面向方程法D.联立模块法24.若(B),自由度等于决策变量数rA.1>1BJ=OCK1D.0<1<125.过程系统优化问题不包括(C)A.参数优化B.结构优化C.操作优化D.管理优化26.下列不属于对模型根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方式进行分类的是(C)A、集中参数模型B、分布参数模型C、确定性模型D、多级集中参数模型27.自由度为:d=决策变量数•等式设计约束方程数=r・1,若(B),是最优化问题有解的必要条件之一。
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△ T 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 ___________ 。
大连理工化工过程合成与分析08年考题答案
大连理工化工过程合成与分析08年考题答案(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、名词解释(10分):1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。
2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,将系统中的节点、拟节点按信息流方向排出没有环路的序列,确定有力的求解顺序。
3最好的设计变量选择是使设计方程得到一个开链结构。
4质量衡算方程、相平衡方程、组分归一方程和焓衡算方程。
5利用热力学原理,将反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度一致起来,将全过程的能量综合问题转化为有约束的换热网络综合问题。
二、判断以下问题是非(10分)(1)采用夹点设计法设计换热网络时,为保证系统的最大热回收,应避免热物流穿越夹点。
(N)(2)热泵与系统热集成时,将热泵穿越夹点放置是有效的热集成。
(Y)(3)两个或两个以上相连的循环回路一定构成最大循环网。
(N)(4)采用断开热负荷回路的方法调优换热器网络,合并换热器后的结构除了需要保证每个单元设备热负荷为非负外,还要检验每个单元设备的传热温差是否大于或等于最小的允许传热温差。
(Y)(5)R组分简单塔精馏分离序列的综合问题,可以看成是R-1阶段决策问题。
(Y)(6)系统的自由度为系统变量数减去描述系统的所有方程数。
(N)(7)能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂组定义为多余断裂组。
(N)(8)穿越夹点的热流量为零,则夹点处的传热推动力为零。
(N)(9)利用能量松弛法调优换热器网络,调优前后系统所需的冷、热公用负荷不变。
(N)(10)对于已给定热交换量的情况,通过热交换面的传热温差愈小,过程的不可逆性愈小,有效能损失小。
(Y)三、过程系统分解(15分)1.识别不相关独立子系统;2.断裂所有最大循环网;3.画出迭代计算顺序图。