沈阳化工大学-期末复习-化工过程分析与综合

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1、化工过程分析与综合化工优创1202班冃U§、考试题目类型：1•填空3•问答2选择4.大题、考试重点1.自由度计算（必有大题）2•信息流图、信号流图、矩阵等转化（必有大题）3•最大循环网络断裂（必有大题）4•信号流图与方程转化（必有大题）5•分离序列6•夹点技术三、考试类型：开卷考试（=_=

2、

3、），红色的都是重点！！！第一章绪论1.1基本概念（1）化工过程：用适当的原料经过一系列物理单元操作和化学反应的单元过程而转化为合乎需要的产品的过程。P1（2）过程系统工程：是一门综合性的边缘学科，它以处理物料一一

4、能量一一资金一一信息流的过程系统为研究对象，其核心功能是过程系统的组织、计划、协调、设计、控制和管理；P1（2）化工过程工业要求：最优设计、最优规划、最优决策、最优控制、最优管理;P1（3）过程系统工程研究内容：过程系统模拟，包括稳态过程系统模拟和动态过程系统模拟；过程系统综合；过程系统操作与控制，包括数据筛选与校正、过程操作优化、过程安全监控及事故诊断、操作模拟培训系统；间歇过程的设计与操作优化；人工智能技术应用。P3（4）系统：为了在给定条件下实现一定目的，由若干互有联系、彼此影响的事物组成的一个

5、统一整体。（5）参数优化：在一已确定的系统流程中，对其中的操作参数（如,T、P、Vs）等进行优选，以满足某些指标（如，费用、能耗、环境影响等）达到最优。（6）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联结，以优化过程系统。第二章单元过程的模拟2.1基本概念（1）化工单元过程数学模型分类（P6）:一、按对象的时态本质来看，可以分为稳态模型与动态模型。二、按模型建立的方法来看，可以分为机理模型与经验模型。三、按过程对象的数学描述方法不同，可以分为集中参数模型和分布参数模型。四、按对象的属性不同，可以分为

6、确定性模型和随机模型。2.2基本公式（1）自由度计算公式：d=Y(C+2)+(S-l)+£+^+g/=!n——输入流股数Ci——第i个输入流股组分数s——分支输出流股数（2）守恒关系式（P35）e——与物料无关的能量流和压力引入的自由度r独立反应数g—几何自由度，通常=0一、物料质量平衡质量累积速率=质量流入系统速率■质量流出系统速率二、组分j的物料平衡组分j累积速率=由外界环境进入该系统的组分j的速率•由系统排出的组分j的速率三、能量平衡系统能量积累速率二外界物流带入系统能量■系统流出物流带岀能量+

7、环境通过系统边界传递能量+系统中反应产牛能量+通过环境做功产牛的能量(3)几个重要的自由度(P8)单元操作示意图独立方程数自由度混合器F》P1，T2,X2>X22,…龙门m=C+2d=n一m=3(C+2)・(C+2)=2(C+2)分割器分割成2股物流，自市度:d=(C+2)+1分割成S股物流，自由度:d=(C+2)+(S-l)闪蒸器斤•北•人A；FJA、QqX

8、j•:X£im=2C+3d=3(C+2)+l-(2C+3)=C+4换热器]g+2反应器F初T畑“曲>統:…仙压力变化单元Q+2C+2Q+2C

9、+2C+2d=Cx+Cid=C+r+4阀门d=2(C+l)・(C+2)=C+3C+2泵、压缩机d=2(C+2)+2・(C+2)=C+4(4)精憾塔自由度(P11)变量名称独立变量数总板数N1进料板位置/VF1进料量F1进料组成ziC-1进料温度TV1进料压力pF1压力控制1各板的压力降ApjN各板与环境传热量Q]NC+5+2N2.3重要例题求闪蒸罐独立变量数:A・.7・F、•厂■7^•X•工•[w・>.0F.闪蒸骷单元示您EH解：独立变量数：n=3(C+2)+l独立方程：物料衡算C个、热量衡算、温

10、度平衡、压力平衡、相平衡C个。故：独立方程数：m=2C+3自由度：d=n・m=3(C+2)+l・2C+3=C+4方法：独立变量数=流股X(C+2)+能量交换独立方程式=物料守恒+能量方程+相数+化学反应+内在约束第三章过程系统模拟3.1基本概念(1)过程系统模拟的基本任务(P44)化工过程系统的稳态模拟与分析，就是对化工工艺流程系统进行稳态模拟与分析。模拟是对过程系统模型的求解。包括：物料和能量衡算、设备尺寸和费用计算、过程的技术经济评价。通过求解可以解决三类问题：1、过程系统的模拟分析2、过程系统的

11、设计3、过程系统的优化(2)表述流程结构的其他形式:图形形式，矩阵形式。(3)化工过程系统分解的基本步骤(P52):一、进行系统的分隔(或分割)；二、进行子系统(指循环回路或最大循环网)的断裂。(4)最人循环网断裂的基本判断准则(P62):一、断裂流股数冃最少；二、断裂流股包含的变量数目最少；三、对每一流股选定一个权因子，该权因子数值反映了断裂该流股时迭代计算的难易程度，应当使所有的断裂流股因子数值总和最小；四、选择一组断裂流股，使直接代入法具有最好的收