<<化工過程分析與合成>>試題(A)一、填空題（每空1分，共30分）1.過程系統(tǒng)模擬的基本方法有法、法和法。2.過程系統(tǒng)由過程單元及各單元間的聯(lián)結(jié)關(guān)系構(gòu)成，這些聯(lián)結(jié)關(guān)系包括和。3.收斂單元實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)數(shù)值迭代求解非線性方程組的子程序，請列舉出三種常見的求解非線性方程的數(shù)值迭代方法：、、。4.對過程系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬時(shí)，根據(jù)對狀態(tài)變量分布特征的不同描述方式，可以把數(shù)學(xué)模型分為、、，其中認(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，這種模型的數(shù)學(xué)形式為方程組。5.一個(gè)含有C組分的獨(dú)立流股具有個(gè)自由度。6.試判斷下圖中換熱匹配的可行性：1,2,3,4。夾點(diǎn)夾點(diǎn)22114433HH1HH2CC1CC27.在換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，夾點(diǎn)將整個(gè)溫度區(qū)間分為了兩部分，夾點(diǎn)之上需要器，夾點(diǎn)之下需要器。8.對于夾點(diǎn)下方的夾點(diǎn)匹配換熱器，其流股數(shù)可行性原則是，F(xiàn)Cp可行性原則是。9.過程系統(tǒng)優(yōu)化主要分為優(yōu)化和優(yōu)化兩個(gè)方面。10.如下圖所示，T-H圖中熱、冷物流的組合曲線分別為AB和CD，則最小冷公用工程用量為kW，最小熱公用工程用量kW，最大熱回收量kW。11.用常規(guī)精餾的方法將含有5個(gè)組分的混合物分離成純組分產(chǎn)品，則切分點(diǎn)的數(shù)目為，分離序列數(shù)為，分離的子群數(shù)為。二、判斷題（每題1分，共10分）1.對過程系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬，描述過程對象的模型中不包括時(shí)間參數(shù)。2.組合曲線上斜率發(fā)生變化的點(diǎn)稱為角點(diǎn)，夾點(diǎn)一定出現(xiàn)在角點(diǎn)處。3.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)。4.在分離序列的綜合中，應(yīng)優(yōu)先考慮使用能量分離劑的方法，其次才考慮采用質(zhì)量分離劑的方法。5.為了使換熱網(wǎng)絡(luò)的公用工程消耗最小，應(yīng)避免夾點(diǎn)之上的熱物流與夾點(diǎn)之下的冷物流間的匹配。6.用面向方程法進(jìn)行過程系統(tǒng)模擬時(shí)，可以把設(shè)計(jì)規(guī)定的變量直接作為決策變量。7.熱物流在夾點(diǎn)上方，冷物流在夾點(diǎn)下方。8.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。9.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。10.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)。三、簡答題（共17分）1.(3分)什么是過程系統(tǒng)工程？2.(4分)復(fù)雜精餾塔的模擬過程中用到的M、E、S、H方程是指那幾類方程？3.(5分)什么是過程系統(tǒng)自由度，進(jìn)行自由度分析的作用是什么？4.(5分)計(jì)算給定溫度下的閃蒸時(shí)，需要核實(shí)閃蒸問題是否成立，請寫出五種熱狀況的判據(jù)。四、模擬與綜合題（共43分）1.(10分)請寫出下圖所示的多組分等溫閃蒸過程的模型方程及求解方法。2.(7分)如下圖所示的敞口連續(xù)操作攪拌罐，其橫截面積為A，進(jìn)料量為F，原有料液高度為H0，設(shè)排液量S與罐中料液的高度H成正比關(guān)系，即：S＝k·H，試求自開工后排料量S隨時(shí)間t的變化情況。3.(17分)利用表中數(shù)據(jù)，（1）采用問題表格法計(jì)算該系統(tǒng)所需要的最小公用工程消耗；（2）畫出一種能量最優(yōu)的冷熱物流匹配方案。（已知：最小允許傳熱溫差為20℃流股及類型熱容流率FCp/(kW/℃)T初/℃T終/℃1熱2.5159772熱0.5343903冷0.9161174冷2.21182654.（9分）現(xiàn)有一五組分碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮浣M成和各組分的相對揮發(fā)度如下表所示：序號組成（摩爾分率）相鄰組分相對揮發(fā)度標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)（oC）A0.07-42.1B0.