《化工过程分析与合成复习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工过程分析与合成复习题.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、化工过程分析与合成一、选择题1、以下图中，哪个换热器不是夹点匹配？ （ A ）夹点A BC DA、换热器1 B、换热器2 C、换热器3 D、换热器4二、填空题1、化工工程是以天然物料为原料,对物料流进行物理或化学加工的加工过程。2、通常化工过程大都包括三个局部:原料制备、化学反响、产品别离等。3、化工系统工程是将系统工程的理论和方法应用于化工过程领域的一门交 叉学科,是化学工程的一个分支。4、化学的单元过程包括合成、氧化、加氢、裂解、电解质溶液反响等。5、换热器 与 换热物流 构成了换热网络。6、过程系统分析应首先给定词，流股向量，求解量出 流股向量。（选填输入 或输出）7、对于化工过程方案设
2、计,常采用稳态过程系统模拟。（选填稳态过程系统模 拟或动态过程系统模拟）8、过程系统优化可分为结构优化和参数优化。9、一条含有C个组分的独立流股具有0 个自由度。10、根据学科的理论和方法,通过对过程进行分析研究而建立的数学模型称为速L 理模型。11、根据过程的输入和输出数据，采用回归分析的方法确定输出与输入的关系建 立起的数学模型称为黑箱模型（经验模型）o12、用序贯模块法进行求解时,具有反响联结的系统,需要用到断裂和收敛技 术。13、稳态模型的特点是描述过程对象的模型中且口时间变量。14、过程系统模拟的三类问题是过程系统的模拟分析、过程系统设计和过 程系统参数优化。15、过程系统模拟的三种
3、基本方法：序贯模块法、面向方程法 和 联立模块法。16、序贯模块法对过程系统的模拟以单元模块的模拟计算为基础。17、通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的方法称为/J鹫。18、混合整数线性规划的英文缩写是MILP 。19、在完成相同传热负荷条件下，冷、热物流热容流率相差越大,有效能损失越大。（填大、小、不变）20、在夹点设计法中,夹点上方应防止引入冷公用工程，夹点下方应避 免引入热公用工程。21、冷热物流进出口温度一定条件下,逆流热交换器的有效能损失小于并流热交换器的有效能损失。（选填或大于）22、采用虚拟温度法计算过程系统的夹点时,热流股的实际初始和终了 温度应减去传热温差贡献值,而冷流股的
4、实际初始和终了温度应力上 传热温差贡献值。23、穿过换热网络夹点热流量为零,那么夹点处传热推动力为最小传热温差。（选填或零）24、采用一种别离方法把4个组分的混合物用简单塔分成4个纯组分， 其别离序列的总数是&个。25、别离序列综合：在给定进料流股状态（如流量、组成、温度、压 力）并且规定别离产品要求的情况下，系统化地设计出别离方案并使总 费用最小。三、判断题1、化工过程生产操作工况的调节，主要是对物料流温度、压力、流量、液位、组 成等操作参数的调节。（V ）2、化工流程稳态模拟系统特点是模型中包括时间参数,即把过程中的各种因素都 看成是随时间而变化的。（X ）3、过程系统工程的任务是以系统工
5、程的思想、方法,解决化工过程系统的设计、 开发、操作、控制等问题，进行系统工程的分析与合成。（J ）4、集散系统克服了分散系统难于实现全局系统制的缺点,不能克服集中系统的危 险集中。（X ）5、实施化工过程分析、合成的手段是运算描述过程系统的数学模型，这种模型的 运算称作化工过程系统模拟。（V ）6、联立模块法将整个模拟计算分为两个层次:单元模块层次和系统流程层次。（V ）7、系统的自由度为系统变量数减去描述系统的所有方程数。（X ）8、自由度只与过程系统有关。（V ）9、如果从一个有效断裂组中至少可以除去一个流股,得到的断裂组仍为有效断裂 组,那么原有效断裂组称为多余断裂组。（V ）10、联
6、立模块法的基本思想是,把描述系统的所有数学模型汇集到一起,形成一个 非线性方程组进行求解。因而其求解难度比序贯模块法小,但计算工作量较大。（X ）11、序贯模块法的单元模块具有单向性特点。（v）12、序贯模块法是将模型方程作为一个大型非线性方程组进行求解,可充分利用 模型方程的稀疏性特点,从而降低求解难度。（X ）13、间歇过程是典型的稳态操作过程，其过程变量不随时间发生变化。（X ）14、一个不可分隔子系统包含假设干个再循环回路。包含两个以上再循环物流，且 其中的任何单元只被通过一次，称作简单回路。（V ）15、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
7、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。（V ）16、利用能量松弛方法对换热器网络的调优,并不影响冷热公用工程负荷。（X ）17、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,应防止热物流穿越夹点。（X ）18、热泵穿越夹点的设置不是有效热集成。（X ）19、在环境温度一定的条件下,换热系统物流的质量流量及输入、输出温度一定时，有效能损失不随热交换网络的变化而变化。（V ）20、夹点下方称为冷端，也叫热源;夹点上方称为热端，也叫热阱。（X ）21、R组分精微别离序列的综合问题，可以看成是R +1阶段决策问题（X ）四、名词解释1、别离序列综
8、合：在给定进料流股状态（流量、温度、压力和组成），并规定别离产品要求的情 况下，系统化地设计别离方案并使总费用最小。2、过程系统能量集成以合理利用能量为目标的全过程系统综合问题，它从总体上考虑过程中能量的 供求关系以及过程结构、操作参数的调优处理，到达全过程系统能量的优化综 合。3、换热网络综合确定具有最小设备投资，最小操作费用，能到达过程要求的换热器网络结构。 具有较好的可控性、柔性和可操作性。4、质量交换网络综合对于废物流股或污染物流股，通过各种质量交换操作（如吸收、解吸、吸附、萃 取、沥滤和离子交换等），用能够接受该物质的流股与之逆流直接接触，综合得 到一个质量交换器网络，使之能在满足质
9、量平衡、环境限制、平安和费用最小 等约束条件下，有选择性地将废物或污染物从污染物流股中除去。5、热机iainMttWK eiff致力*林。尢检第改罚1。吊央，。付的ait6、热泵结论，热机不穿越亮点的iftJL 彳j/的机不或.利用动力而提供一定温度（不同于环境）的热能的装置热案的合理放？I妈研妈研热得热K胪也豳4时4不仇为Cl不依哥（Gfl效结论五、简答题1、找出系统中所有的简单回路，以框架流程图表示。S6S8回咯A ( 1,3,1 )六、计算题1、在化工生产的某一个工艺中，包括两股冷物流和三股热物流，数据如下表所 示。假设系统最小允许传热温差试用问题表格法确定过程的夹点温度、最小公用工程冷
10、负荷和最小公用工程热负荷。子网络序号一冷物流及其温度热物流及其温度晔=20kW （最小公用工程加热负荷）6=L=lkW（最小公用工程冷却负荷）仪问题表格(I)TIOC物流标号热容流率CP/初始温度Ts /终了温度Tt /P(kW/ )G2.020135Q3.080130/.2.016070/21.5150301.0150140夹点处热流体温度90。0冷流体温度80（,夹点温度（界面虚拟温度）85 -例1：一含有5个组分的轻烧;昆合物的组成如下:代号组分组成(摩尔分数)相邻组分间相对挥发度 (37.7 1C.1.72 MPa)别离易度系数CESA丙烷0. 05B异丁烷0. 152.05. 26C
11、 正丁烷 .0.251.338. 25D异皮烧0.22. 40114.5E正戌烷0. 351.2513.46表中CES值指该别离点下系统的别离易度系数，如表中数值5.26可由下面计算得出0.05 _/=一(). 05 = .=(2.0-1)X100=100100CES = /A= = 5. 26拟采用常规蒸惚，试综合出合适的别离序列，别离该5个组分为纯组分。解：第一步，由规那么1、规那么2,采用常规蒸临，由于轻组分沸点低，为减小冷冻负 荷，采用加后下冷冻。第二步，规那么3、规那么4未用.第三步，按规那么5,组分D、E间难别离，这是因为组分D、E间相对挥发度最小, a = l.25,故放在最后别
12、离。第四步,按规那么6,组分E含量大(0.35).似应先别离出去,但因为规那么5优于规 那么6,所以组分E不宜先别离出去。第五步，由于规那么7,倾向于O.5O/O.5O别离，加上再考虑CES值，那么ABC/DE, 即C、D间为别离点较宜，此时为0.45/0.55别离，CES = 114.5为最大.第六步，现考虑A、B、C的别离方案选择，需要比拟各别离点的CES值,如下：参数A/BCAB/C/0.05/0.400.20/0.25 =(Q-l)X100(2.0-DX100-100(L 33-1)X100-33CES12.526.4所以，组分A、B、C的别离应优先采用AB/C的方案,其CES最大。那
13、么该题的解答 为下面的别离序列例2试确定以下混合物的别离组 分 mol/h 沸点T,喧相邻组分CESA氢182539223.0B甲烷54615719.6C乙烯244041614.6D乙烷15-884018.1E丙烯14-4861.1沸点差T黑翻出帛（AB） , C解：（1）由规那么（1）按规那么（3）规那么（4）沫（4）由规那么（5）小0（5）规那么（6）沫（6）按规那么（7）6-42414.0个产4 ,D , E , F , G 0、（2）,采用常规蒸储，加压卜冷冻。,A、B间不要分开。士用。,C/D, E/F的别离应放在最后，因为其海；,AB/C,D,E,F,G的别离应该优先，因为其CES=19.6为最大;刖第四步已确定C/D,E/F的别离放在最后，所以第六步剩下的混合物C、D、E、 案中选剩下的混合物C、D、E、 案中选F、G只能在下面两个方择该两方案的有关参数如下:参数CD/EFG CDEF/Gf28/398/59T4041CES28.75.6选择的方案是：CD/EFGE F聊潴3少幽魂避