化工過程分析與合成

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上名詞解釋1.夾點(diǎn)的意義（夾點(diǎn)處，系統(tǒng)的傳熱溫差最?。ǖ扔赥 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，只需要公用工程冷卻（熱源）； ）2.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 ）3. 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。）4、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 ）5、

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 ）6、過程系統(tǒng)合成（化工過程系統(tǒng)合成包括：反應(yīng)路徑合成；換熱網(wǎng)絡(luò)合成；分離序列合成；過程控制系統(tǒng)合成；特別是要解決由各個(gè)單元過程合成總體過程系統(tǒng)的任務(wù)） 7、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)。）填空題1.穩(wěn)態(tài)模擬的特點(diǎn)是，描述過程對象的模型中( 不含 )時(shí)間參數(shù)2.( 集中參數(shù)模型)認(rèn)為狀態(tài)變量在系統(tǒng)中呈空間均勻分布，如強(qiáng)烈攪拌的反應(yīng)罐就可以用這一類模型來描述.3. ( 統(tǒng)計(jì)模型 )又稱為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停兇庥山y(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)輸入輸出數(shù)據(jù)

3、而得。 (確定性模型 )又稱為機(jī)理模型4.( 結(jié)構(gòu) )優(yōu)化和( 參數(shù) )優(yōu)化是過程系統(tǒng)的兩大類優(yōu)化問題，它們貫穿于化工過程設(shè)計(jì)和化工過程操作。5.換熱網(wǎng)絡(luò)的消耗代價(jià)來自三個(gè)方面： (換熱單元（設(shè)備）數(shù)) ( 傳熱面積) (公用工程消耗)6.過程系統(tǒng)模擬方法有 、 和 。7.試判斷圖a中換熱匹配可行性1 , 2 , 3 ,4 。8. 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：避免夾點(diǎn)之上熱物流與夾點(diǎn)之下冷物流間的匹配；夾點(diǎn)之上禁用冷卻器；夾點(diǎn)之下禁用加熱器。判斷：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)

4、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.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)。(

5、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)。N13.進(jìn)行過程系統(tǒng)模擬既要輸入流股參數(shù)，也要提供過程單元的操作參數(shù)。Y14.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(dòng)力為零。N15.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。 可行 不可行（2）熱泵與系統(tǒng)熱集成時(shí)，將熱泵穿越夾點(diǎn)放置是有效的熱集成。（Y ）（3）兩個(gè)或兩個(gè)以上相連的循環(huán)回路一定構(gòu)成最大循環(huán)網(wǎng)。（N ）（4）采用斷開熱負(fù)荷回路的方法調(diào)優(yōu)換熱器網(wǎng)絡(luò)，合并換熱器后的結(jié)構(gòu)除了需要保證每個(gè)單元設(shè)備熱負(fù)荷為非負(fù)外，還要檢驗(yàn)每個(gè)單元設(shè)備的傳熱溫差是否大于或等于最小

6、的允許傳熱溫差。（Y ）（5）R組分簡單塔精餾分離序列的綜合問題，可以看成是R-1階段決策問題。（Y ）（6）系統(tǒng)的自由度為系統(tǒng)變量數(shù)減去描述系統(tǒng)的所有方程數(shù)。（N ）（7）能夠把全部簡單回路至少斷裂一次的斷裂組定義為多余斷裂組。（N ）（8）穿越夾點(diǎn)的熱流量為零，則夾點(diǎn)處的傳熱推動(dòng)力為零。（N ）（9）利用能量松弛法調(diào)優(yōu)換熱器網(wǎng)絡(luò)，調(diào)優(yōu)前后系統(tǒng)所需的冷、 熱公用負(fù)荷不變。（N ）（10）對于已給定熱交換量的情況，通過熱交換面的傳熱溫差愈小，過程的不可逆性愈小，有效能損失小。（Y ）1 間間歇過程的瓶頸問題很容易就能找到，因此，只需要對給定的設(shè)備加工順序進(jìn)行排序，就可以得到最優(yōu)的操作方案了。答

7、：錯(cuò)誤（1）間歇過程的瓶頸問題隨產(chǎn)品及操作策略而有所不同，因而很難找到。（1）2 化工過程的優(yōu)化因其所含變量太多而難以進(jìn)行，為了簡化計(jì)算的難度，某人建議只考慮決策變量對目標(biāo)函數(shù)的影響，這種方式是否可行？答：對（1）狀態(tài)變量是決策變量的函數(shù)，因而，只考查決策變量對目標(biāo)函數(shù)的影響，不會(huì)改變優(yōu)化過程的性質(zhì)，但能縮小問題的求解難度。（1）3 非線性規(guī)劃的求解比線性規(guī)劃困難的多，因此，對于非線性規(guī)劃問題，不可能通過求取目標(biāo)函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)，并令其為0，來得到最優(yōu)解。答：錯(cuò)誤（1）無約束的非線性最優(yōu)化問題可以通過令一階導(dǎo)數(shù)為0來進(jìn)行。（1）有約束的非線性規(guī)劃問題可以通過拉格朗日或罰函數(shù)法轉(zhuǎn)化為無約束問題。4

8、 對于存在三個(gè)加工設(shè)備的間歇過程，是無法通過Johnson規(guī)則來求解的。答：錯(cuò)誤（1）對于特殊的n/3/F/Fmax問題，可以通過Johnson規(guī)則求取。(1)即在第二個(gè)設(shè)備上最長的加工時(shí)間，小于在第一（或第三）個(gè)設(shè)備上最短的加工時(shí)間。5 在一個(gè)工廠的設(shè)計(jì)中，要想最大限度的減少公用工程的用量，可以通過采用高效率的換熱器，并增大換熱面積來實(shí)現(xiàn)。答：錯(cuò)誤（1）要想最大限度減少公用工程的用量，應(yīng)通過夾點(diǎn)匹配方法進(jìn)行。（1）1間歇過程的瓶頸問題很容易就能找到，因此，只需要對給定的設(shè)備加工順序進(jìn)行排序，就可以得到最優(yōu)的操作方案了。2對于存在三個(gè)加工設(shè)備的間歇過程，是無法通過Johnson規(guī)則來求解的。簡答題1.對于一個(gè)復(fù)雜的、有多個(gè)反饋回路的化工過程，采用序貫?zāi)K法進(jìn)行求解時(shí)，應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行計(jì)算？1.通過回路矩陣或其他方法，找出全部回路2.用回路搜索法，找出最優(yōu)斷裂族3為各斷裂流股設(shè)定初值4.建立各單元的模型，利用模型序貫的求解（即將