化工過程分析與合成復(fù)習(xí)

1、化工過程分析與合成復(fù)習(xí)一、基本概念（ 1）名詞解釋1、化工過程系統(tǒng)模擬（對于化工過程，在計(jì)算機(jī)上通過數(shù)學(xué)模型反映物理原型的規(guī)律 ）2、過程系統(tǒng)優(yōu)化（實(shí)現(xiàn)過程系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行，包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化 ）3、過程系統(tǒng)合成（ P5）4、過程系統(tǒng)自由度（過程系統(tǒng)有m 個(gè)獨(dú)立方程數(shù)，其中含有n 個(gè)變量，則過程系統(tǒng)的自由度為：d=n-m ，通過自由度分析正確地確定系統(tǒng)應(yīng)給定的獨(dú)立變量數(shù)。 ）5、夾點(diǎn)的意義（夾點(diǎn)處，系統(tǒng)的傳熱溫差最小（等于 AT min ）,系統(tǒng)用能瓶頸位置。夾點(diǎn)處熱流量為0 ，夾點(diǎn)將系統(tǒng)分為熱端和冷端兩個(gè)子系統(tǒng)，熱端在夾點(diǎn)溫度以上，只需要公用工程加熱（熱阱） ，冷端在夾點(diǎn)溫度以下，只需要公用

2、工程冷卻（熱源） ； ）6、過程系統(tǒng)能量集成（以用能最小化為目標(biāo)的考慮整個(gè)工藝背景的過程能量綜合）7、過程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化（改變過程系統(tǒng)中的設(shè)備類型或相互間的聯(lián)結(jié)關(guān)系，以優(yōu)化過程系統(tǒng)；參數(shù)優(yōu)化指在確定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，改變操作參數(shù)，是過程某些指標(biāo)達(dá)到優(yōu)化。 ）二、判斷以下問題是非（ N ， Y）?1.自由度數(shù)只與過程系統(tǒng)有關(guān)。（ Y ）?2.換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)設(shè)計(jì)，要盡量避免物流穿過夾點(diǎn)。（ N ）?3.在換熱夾點(diǎn)分析中，沒有物流穿過夾點(diǎn)，就無熱流量穿過夾點(diǎn)。（ N ）?4.在夾點(diǎn)上方盡量避免引入冷物流，夾點(diǎn)下方盡量避免引入熱物流（N ）?5.穿過夾點(diǎn)熱流量為零，則夾點(diǎn)處傳熱量為零（N ）?6

3、.夾點(diǎn)上方熱流股數(shù)NH.NC ，熱流股總熱負(fù)荷QHQC ，不能實(shí)現(xiàn)夾點(diǎn)匹配（ N）?7.精餾塔跨過夾點(diǎn)，則塔底要用熱公用工程，塔頂要用冷公用工程。（ Y ）?8. 對于冷熱流股換熱系統(tǒng)，傳熱量一定的前提下，傳熱溫差愈小，過程不可逆程度愈小，有效能損失愈小，但要求較大的熱交換面積。 （Y）?9. 利用能量松弛方法對換熱器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)優(yōu)，并不影響冷熱公用工程負(fù)荷。 （N）?10. 熱物流穿過換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)，必有熱流量穿過夾點(diǎn)。 （N）?11. 熱物流在夾點(diǎn)上方,冷物流在夾點(diǎn)下方。 （N）?12.換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)要盡量避免冷、熱物流穿過夾點(diǎn)。 （N）?13.進(jìn)行過程系統(tǒng)模擬既要輸入流股參數(shù)，也要提供過程單

4、元的操作參數(shù)。 （Y）?14.穿過換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)的熱流量為零，則夾點(diǎn)處傳熱推動力為零。 （N）?15. 試判斷以下?lián)Q熱網(wǎng)絡(luò)中哪些匹配是可行的，哪些是不可行的。三、填空1 .過程系統(tǒng)模擬方法有 、和 。2 .試判斷圖a中換熱匹配可行性 1 可行 ,2 不可行 ,3 可行 ,4 不定。3 .在夾點(diǎn)分析中，為保證過程系統(tǒng)具有最大熱回收，應(yīng)遵循三條基本原則: (P228)4 .試在圖中標(biāo)出所提供的用能信息。a四、回答問題1、換熱網(wǎng)絡(luò)的組合曲線可獲得什么信息？對生產(chǎn)有何指導(dǎo)意義？2、如何保證獲得化工過程系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡(luò)最大熱回收？3、如圖所示，T-H圖中熱、冷物流的組合曲線分別為AB和CD,在圖上畫出夾點(diǎn)位置

5、,最小冷、熱公用工程用量，最大熱回收量；若ATmin減小，則最大熱回收量如何變4、一化工過程系統(tǒng)如下圖所示，已知輸入的流股S1、S15各相關(guān)數(shù)據(jù)，試將該系統(tǒng)進(jìn)行分隔、斷裂，并畫出迭代計(jì)算順序圖。5、選擇適宜的方法將下圖所示系統(tǒng)進(jìn)行分解，要求:(1)識別最大循環(huán)網(wǎng)；(2)斷裂最大循環(huán)網(wǎng)；(3)畫出迭代計(jì)算順序圖五、夾點(diǎn)分析1、一過程系統(tǒng)含有的工藝物流為2個(gè)熱物流及1個(gè)冷物流，給定的數(shù)據(jù)列于表中，選定熱、冷物流間最小允許傳熱溫差口所=20,試用問題表格法確定該過程系統(tǒng)的夾點(diǎn)位置，確定最小公用工程冷、熱負(fù)荷及最大熱回收。若TmM=15C,試用T-H圖定性分析最小公用工程冷、熱負(fù)荷是增加還是減少？物流

6、標(biāo)號熱客流率C)初始溫度 Tsf終了溫度熱流量P QkWr用20150601800 ph28090602400W625201252625-2、一換熱系統(tǒng)，包含的工藝流股為兩個(gè)熱物流和兩個(gè)冷物流，給定的數(shù)據(jù)列于表1中。指定熱、冷物流間允許的最小傳熱溫差為10C。現(xiàn)在請利用夾點(diǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)，其具有最大的熱回收。1 .用問題表格法確定夾點(diǎn)位置：確定夾點(diǎn)處熱、冷物流的溫度；確定出所需的最小熱、冷公用工程負(fù)荷；2 .用夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法列出換熱器網(wǎng)絡(luò)格子圖* 1題物流數(shù)據(jù)產(chǎn)物流標(biāo)號F初始溫度+T/m終了溫度， 小心熱容流率1CF/k力七%熱負(fù)荷*K1Q1TOP6 口小3r33 口中血戶15030PL5/C1+30/135 r2戶230P|函8MMM物流標(biāo)號中，H指熱物流，C指冷物流 V3、一換熱網(wǎng)絡(luò)中有兩股熱物流及一股冷物流，數(shù)據(jù)如下表所示。若系統(tǒng)最小允許傳熱溫差 為20C,試確定過程的夾點(diǎn)溫度、最小公用工程冷負(fù)荷和最小公用工程熱負(fù)荷，并利用夾 點(diǎn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)該換