化工過程分析與合成期末題庫(kù)

1、123456789101112131415161718填空題（每空1分） 穩(wěn)態(tài)模擬的特點(diǎn)是，描述過程對(duì)象的模型中？時(shí)間參數(shù)。就其模擬計(jì)算求解方法而言，過程系統(tǒng)模擬可以歸納 為： ？、 ？、？。序貫?zāi)K法的基礎(chǔ)是？。求解超大型稀疏非線性方程組的方法大致分為？、？?jī)深?。根?jù)對(duì)過程系統(tǒng)中狀態(tài)變量分布特征的不同描述方式，一般可以把動(dòng)態(tài)模 擬時(shí)的數(shù)學(xué)模型分為？、？和？。根據(jù)建立模型的不同方法，一般可以將數(shù)學(xué)模型分為 2？、 ？和介 于兩者之間的？。連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器（CSTR）的動(dòng)態(tài)模型可以用2？參數(shù)模型進(jìn)行描述。？?jī)?yōu)化和？ 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。求解非線

2、性有約束條件最優(yōu)化問題的方法很多，比較常用的有 工？ 和？。它們的共同點(diǎn)在于都是將有約束最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變成最優(yōu)化 問題。在分離序列的綜合中，根據(jù)試探法的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則S2,難分離的組分應(yīng)當(dāng)？ 分離?；し治鲞^程，主要是分析過程系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制、影響因 素、？ 、？、優(yōu)惠工況下的最佳操作參數(shù)等?；み^程系統(tǒng)的合成包括有：反應(yīng)路徑合成、？ 、？、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？的任務(wù)。？ 優(yōu)化考慮的是流程方案的優(yōu)化，在多種可行方案中找出費(fèi)用最小的 流程結(jié)構(gòu)。在夾點(diǎn)之上，換熱網(wǎng)絡(luò)僅需要？公用工程，相對(duì)于環(huán)境是個(gè)？； 在夾點(diǎn)之下，換熱網(wǎng)絡(luò)僅需要？公用工程，相對(duì)于環(huán)境是個(gè)？。 在分離序列綜合

3、中，按照 ？ 規(guī)則，等摩爾分割最有利。采用一種分離方法把一個(gè)？組分混合物用簡(jiǎn)單塔分離成？個(gè)純組分的分離過程，共含？個(gè)分離器，？個(gè)分離序列數(shù)，含有 ？ 個(gè)分離子群，？個(gè)分離子問題。以下?lián)Q熱網(wǎng)絡(luò)中的物流匹配？ 是可行的，？ 是不可行的。如果優(yōu)化計(jì)算結(jié)果直接送往控制系統(tǒng)去執(zhí)行則稱為？判斷題（每題2分）。請(qǐng)判斷對(duì)錯(cuò)（J或），并簡(jiǎn)單解釋原因。12345678910111213在序貫?zāi)K法中的單元模塊具有單向性的特點(diǎn)。（）。聯(lián)立模塊法的基本思想是，把描述過程系統(tǒng)的所有數(shù)學(xué)模型匯集到一起，形 成一個(gè)非線性方程組進(jìn)行求解。因而其求解難度比序貫?zāi)K法小，但計(jì)算工 作量較大。（）。間歇過程是典型的定常態(tài)操作過程。

4、（）。在化工過程系統(tǒng)的優(yōu)化中應(yīng)用最廣泛的數(shù)學(xué)方法就是線性規(guī)劃的求解。（）。在夾點(diǎn)之上，物流溫度較高，因此換熱網(wǎng)絡(luò)僅需要冷公用工程。（）。在連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)中，最優(yōu)操作條件的確定只需要在設(shè)計(jì)過程中計(jì)算、給 定，在以后的生產(chǎn)中，只要把操作條件控制在這個(gè)最優(yōu)點(diǎn)就可以了。因此， 優(yōu)化問題只出現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中。（）線性規(guī)劃的求解方法有牛頓法、擬牛頓法和最速下降法。（）。非線性規(guī)劃中的罰函數(shù)算法是可行路徑法。（）。夾點(diǎn)以上熱物流與夾點(diǎn)下冷物流的匹配（熱量穿過夾點(diǎn)），可以把熱流體的 熱量最大限度的利用，使系統(tǒng)的熱量回收最大。（）求解能量最優(yōu)的過程就是尋找夾點(diǎn)的過程。（）序貫?zāi)K法是將模型方程作為一個(gè)大型非線性

5、方程組進(jìn)行求解，可充分利用 模型方程的稀疏性特點(diǎn)，從而降低求解難度。（）。間歇過程是典型的穩(wěn)態(tài)操作過程，其過程變量不隨時(shí)間發(fā)生變化。（）。狀態(tài)空間分析中，相圖描述的是過程從某個(gè)初始狀態(tài)出發(fā),狀態(tài)演變的歷史， 是過程的動(dòng)態(tài)特征的總結(jié)和表現(xiàn)，而穩(wěn)態(tài)信息卻沒有包括在其中。）。14線性規(guī)劃問題中，如果可行域存在，則其基本可行解的個(gè)數(shù)是無限的。 （）。15在間歇過程的排產(chǎn)優(yōu)化中，其目標(biāo)是充分保證生產(chǎn)的穩(wěn)定，使產(chǎn)品質(zhì)量不隨 批次發(fā)生變化。（）16最小傳熱溫差是熱力學(xué)第二定律的體現(xiàn)，與具體過程無關(guān)。（）。17夾點(diǎn)法的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠同時(shí)獲得系統(tǒng)共用工程消耗最小和使用換熱器個(gè) 數(shù)最少兩個(gè)目標(biāo)，即系統(tǒng)的總體最優(yōu)。

6、（）。18探視法是分離序列綜合最有效的方法，它可以使系統(tǒng)優(yōu)化得到全局最優(yōu)解。（）19化工過程分析與合成屬于系統(tǒng)工程的范疇，并不涉及傳統(tǒng)化工中的“三 傳一反”的內(nèi)容。（）20利用能量松弛方法對(duì)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。（）21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)。（）大題1-1、如圖所示循環(huán)物流系統(tǒng)，請(qǐng)用回路矩陣表示出該系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單回路； 利用Upadhye-Grens斷裂法從有效斷裂組S1，S2, S3開始尋求其中可能的最優(yōu) 斷裂組（須畫出樹狀圖）。1-2、利用回路搜索法分解如下稀疏方程組，并寫出該稀疏方程組的計(jì)算順序。F!二? = 0于2 = ? =

7、 0 f = ? = 0于:二?二0|f 5 =? = 0解答：在矩陣中用括號(hào)指定出輸出變量畫出有向圖寫出該稀疏方程組的計(jì)算順序2、將如下線性方程式化為標(biāo)準(zhǔn)形式，并建立單純形表。標(biāo)準(zhǔn)形式建立單純形表3-1、利用拉格朗日乘子法求目標(biāo)函數(shù)最小值。3-2、利用罰函數(shù)法求目標(biāo)函數(shù)最小值。4-1、利用梯度法求解minf(X) =?。(完成一次迭代)4-2、利用牛頓法求解minf(X) =?。5、下表列出的是9/2/G/Fmax問題，用Johnson規(guī)則尋找最優(yōu)時(shí)間表(共1小題，每題15分，共計(jì)15分)將1-9種產(chǎn)品歸于Johnson規(guī)則的A類、B類、C類和D類產(chǎn)品，并分別給出此 四類產(chǎn)品的順序，最后給出總的加工順