沈阳化工大学-期末复习-化工过程分析与综合.docxVIP

化工过程分析与综合 化工优创1202班 一、 考试题目类型： 3?问答 3?问答 4.大题2? 4.大题 二、 考试重点 1?自由度计算 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（=_=||），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 TOC \o "1-5" \h \z 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 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，可以分为确定性模型和随机模型。 2.2基本公式 （1） 自由度计算公式： n d 八(G 2) i ￡ (S -1) e r g n 「输入流股数 力引入的自由度 Ci — —第i个输入流股组分数 r 独立反应数 S―― -分支输出流股数 g 几何自由度，通常-0 e -与物料无关的能量流和压 （2） 守恒关系式（P35） 一、 物料质量平衡 质量累积速率二质量流入系统速率-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=外界物流带入系统能量-系统流出物流带出能量+环境通过系 统边界传递能量+系统中反应产生能量+通过环境做功产生的能量 (3)几个重要的自由度(P8) (4)精馏塔自由度(P11) 变量名称 独立变量数 总板数N 1 进料板位置NF 1 进料量F 1 进料组成zi C-1 进料温度TF 1 进料压力pF 1 压力控制 1 各板的压力降4)j N 各板与环境传热量 Qj N C+5+2N 2.3重要例题 求闪蒸罐独立变量数: 解：独立变量数：n=3(C+2)+1 独立方程：物料衡算 C个、热量衡算、温度平衡、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)+1-2C+3二C+4 方法：独立变量数二流股x( C+2) +能量交换 独立方程式二物料守恒+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） 最大循环网断裂的基本判断准则（P62）: 一、 断裂流股数目最少； 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敛特性。 （5） 化工过程系统模拟的基本方法（P74）:序贯模块法、联立方程 法和联立模块法。 （6） 化工过程系统模拟的基本步骤（P78）: 1提出问题。 1提出问题。 2：从有关的资料和基本原理中寻 找这一问题的已知规律，奠定这 一过程的理论基础。 3