化工過程分析與合成習(xí)題PPT

1、化工過程分析與合成復(fù)習(xí)習(xí)題一、基本概念一、基本概念 （1）名詞解釋）名詞解釋化工過程系統(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 ）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 ）過程系統(tǒng)合成 （P5） 過程系統(tǒng)自由度 （過程系統(tǒng)有m個獨(dú)立方程數(shù)，其中含有n個變量，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)。）一、基本概念一、基本概念 （1）名詞解釋）名詞解釋夾點(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子系統(tǒng)，熱端在夾點(diǎn)溫度以上，只需要公

2、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）； ）過程系統(tǒng)能量集成（以用能最小化為目標(biāo)的考慮整個工藝背景的過程能量綜合 ）一、基本概念一、基本概念 （1）名詞解釋）名詞解釋過程系統(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。）（2A）判斷以下問題是非（）判斷以下問題是非（N，Y） 1.自由度數(shù)只與過程系統(tǒng)有關(guān)。（ ）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)。（ ）3.在換熱夾點(diǎn)分析中，沒有物流穿過夾點(diǎn)，就無熱流量穿過夾點(diǎn)。（ ）4.在夾點(diǎn)上方盡量避免引入冷物流，

3、夾點(diǎn)下方盡量避免引入熱物流（ ）YNNN（2A）判斷以下問題是非（）判斷以下問題是非（N，Y） 5.穿過夾點(diǎn)熱流量為零，則夾點(diǎn)處傳熱量為零（ ）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( )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。（ ）NNY（2B）判斷以下問題是非（）判斷以下問題是非（N，Y） 1. 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。2. 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。YN（2B）判斷以下問題是非（）判斷以下問題是非（N，Y）

4、 3. 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)。4. 熱物流在夾點(diǎn)上方,冷物流在夾點(diǎn)下方。NN（2C）判斷以下問題是非（）判斷以下問題是非（N，Y） 1.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)。2.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)。3.穿過換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)的熱流量為零，則夾點(diǎn)處傳熱推動力為零。N Y N（2C）判斷以下問題是非（）判斷以下問題是非（N，Y） 4. 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(3A) 填空填空 1.過程系統(tǒng)模擬方法有 、 和 。2.試判斷圖a中換熱匹配可行性1 , 2 , 3 ,4 ?？尚胁豢尚锌尚胁欢?3B

5、) 填空填空 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：（P228）(3C) 填空填空 試在圖中標(biāo)出所提供的用能信息。 （4）、）、 回答問題回答問題a、換熱網(wǎng)絡(luò)的組合曲線可獲得什么信息？對生產(chǎn)有何指導(dǎo)意義？ （4）、）、 回答問題回答問題b、如何保證獲得化工過程系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡(luò)最大熱回收？（4）、）、 回答問題回答問題 如圖所示，T-H圖中熱、冷物流的組合曲線分別為AB和CD，在圖上畫出夾點(diǎn)位置，最小冷、熱公用工程用量，最大熱回收量；若Tmin減小，則最大熱回收量如何變化？二、一化工過程系統(tǒng)如下圖所示，已知輸入的流股S1、S15各相關(guān)數(shù)據(jù)，試將該系統(tǒng)進(jìn)行分隔、斷裂，并畫出迭

6、代計(jì)算順序圖。二二C、（、（10分分 ）選擇適宜的方法將下圖所示系統(tǒng)進(jìn)行分解，要求： （1）識別最大循環(huán)網(wǎng)；（2）斷裂最大循環(huán)網(wǎng)；（3）畫出迭代計(jì)算順序圖 三、夾點(diǎn)分析三、夾點(diǎn)分析 一過程系統(tǒng)含有的工藝物流為一過程系統(tǒng)含有的工藝物流為2個熱物流及個熱物流及1個冷個冷物流，給定的數(shù)據(jù)列于表中，選定熱、冷物流間物流，給定的數(shù)據(jù)列于表中，選定熱、冷物流間最小允許傳熱溫差最小允許傳熱溫差 ，試用問題表格法確，試用問題表格法確定該過程系統(tǒng)的夾點(diǎn)位置，確定最小公用工程冷、定該過程系統(tǒng)的夾點(diǎn)位置，確定最小公用工程冷、熱負(fù)荷及最大熱回收。若熱負(fù)荷及最大熱回收。若 ，試用，試用T-H圖圖定性分析最小公用工程冷、熱負(fù)荷是增加還是減定性分析最小公用工程冷、熱負(fù)荷是增加還是減少？少？min15TCmin20TC三、一換熱系統(tǒng)，包含的工藝流股為兩個熱物流和兩個冷物流，給定的數(shù)據(jù)列于表1中。指定熱、冷物流間允許的最小傳熱溫差為10。現(xiàn)在請利用夾點(diǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)一個換熱網(wǎng)絡(luò)，其具有最大的熱回收。 1.用問題表格法確定夾點(diǎn)位置：確定夾點(diǎn)處熱、冷物流的溫度；確定出所需的最小熱、冷公用工程負(fù)荷；2.用夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法列出換熱器網(wǎng)絡(luò)格子圖 五