化工过程分析与合成期末复习

P16 序贯模块法的基本思想 简答

从系统入口物流开始,经过接受该物流变量的单元模块的计算得到输出物流变量,作为下一个相邻单元的输入物流变量;

依此逐个的计算过程系统中的各个单元,最终计算出系统的输出物流;计算得出过程系统中所有的物流变量值,也即状态变量值;

P16 什么叫结构单元图

利用结点和边的结合对系统结构进行数学描述,构成结构单元图或简称“图”;图可以分成无向图和有向图; 结构单元图由结构单元与流股构成;结构单元也称为结点,可以是一个单元设备,也可以是一个虚拟单元;

在有向图中,射入一个结点的边的数目称为该结点的入度,由一个结点射出的边数称为该结点的出度,而结点的入度与出度之和为该结点的度数; 重要的子图有以下几种:

1路：路是图中任意两个结点之间,由其他结点和相互顺序连接的边构成的交替序列; 2通路：图中两个结点之间按有向边方向与其他结点连接的点、边交替序列; 3回路：起始结点和终止结点为同一结点时的通路,即封闭的通路; 4环路：除起始点外其余结点均仅通过一次的回路称为环路;环路是网络的一个特征,这种环路的存在与过程系统中再循环反馈直接有关;

5相互连接的图：当图中任意一对结点均可通过路来连接时,称该图为相互连接的图; 6整体：是子图的一种特别重要的概念——不可再分块整体,通常是由多个相互关联的环路组成,这些环路具有至少一个公共结点;

7树：由根、枝组成,往下生长,构成数学上的“树”;

P29 EOM面向方程法的基本思想：

描述整个过程系统的数学方程式联立求解,从而得出模拟计算结果;

把描述过程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

P30 面向方程法的核心问题是 求解超大型非线性方程组,求解方法大致分为两类为：①将为求解法；②联立求解法

P31 方程组的分解方法有 回路搜索法 和 矩阵法 两大类;

P54 化工过程系统

通过一系列物理化学分离和化学反应包括催化、电化与生化改变原料状态、微观结构和/或化学组成的加工技术; 动态特性是化工过程系统最基本的特性之一;

模型化是现代化学工程方的重要组成部分,尤其是过程动态学的核心; 集中参数模型 根据过程系统中状态变量分布特性的不同,一般把数学模型分为 分布参数模型

多级集中参数模型 统计模型经验模型黑箱模型 根据建立模型的不同方法,一般可将数学模型分为 确定性模型又称机理模型 介于两者之间的半经验模型 P55 确定性动态模型的数学处理

1、正问题 2、逆问题

3、过程系统的定性分析

P57 连续搅拌反应器的动态特性----集中参数模型代表 P63 精馏塔的动态特性---多级集中参数模型

P68 变压吸附过程---分布参数动态模型

结构优化设计参数、操作参数 P76 化工过程优化 参数优化 管理优化

P77 求解做优化问题就是要找到一组是的目标函数J达到最大或最小的决策变量; 最小值的点位最优解;

过程变量向量主要由两部分组成,即决策变量和状态变量;

P78 变量y的取值范围一般都要给以一定的,称为约束条件;

等式约束条件由等式设计规定要求和尺寸成本关系式两部分组成 满足约束条件的方案集合,构成了最优化问题的可行域;

P90 无约束条件最优化问题的经典求解方法 一阶导数为零、二阶导数大于等于零

P107 多变量问题的搜索中

有约束问题的求解是以无约束问题的求解为基础的 多变量问题的求解是以单位变量搜索为基础的

单变量问题的搜索又是以解析解法中的相关顶哦里和结论为基础的;

多变量非线性规划问题的求解思路总体上可归结为搜搜方向和搜索步长的确定,即

xk1xkkskP115 求解OPT1最优化问题的优化方法视其约束条件的方式分为两大类：可行路径型和不可行路径型;

P126 过程系统的最优化模型分为机理模型、黑箱模型、混合模型

机理模型法、统计模型法、智能模型法

P159 按最终产品的输出形式,工业加工过程可分为：连续、离散和间歇过程.

技术密集性

动态性

P160 间歇化工的特点 多样性

柔韧性 不确定性

间歇过程与连续过程的比较

动态特性是间歇过程的本质,而连续过程的本质是稳态操作

在间歇过程中,原料必须按配方规定的加工任务和顺序,在合适的设备中进行加工;在连续过程中,原料连续加入,各加工任务同时进行

通过详细的系统分析,可找到连续过程的瓶颈问题,而间歇过程的瓶颈问题随产品及操作策略而改变;

间歇过程中的设备尺寸的设计并不是很精确的能够用来生产多个产品; 连续过程中的安全系统,主要是降低系统的停车时间;间歇过程不需要; 间歇过程通常为小批量、高附加值的化学品而设计的,一个生产周期只能生产一批产品;连续过程通常是为需求量很大的特定产品而设计的,原料连续加入,产品连续排出;

间歇过程必须对整个生产过程,进行有效的排序或进行生产时间表安排;

由于间歇过程的柔韧性和弹性,它适合于市场供求不稳定的产品的生产;连续过程则适合于市场供求稳定的产品的

生产;对于市场需求量很大的产品,其初始阶段一般也是用间歇过程生产的 单纯的间歇设备 P161 间歇过程的设备 半连续设备

中间存贮设备

P162 间歇过程的分类 单产品厂、多产品厂、多装置厂、多目的厂;

P1 在间歇j操作过程中,某台设备加工两批物料的时间间隔称为“该设备的循环时间”,

整个间歇级加工两批物料的时间间隔称为“间歇级j的循环时间”;

顺序地从工厂得到两批产品之间的时间间隔称为“限定循环时间LCT”,也称为“批间隔”

P195 对于一个含有换热物流的工艺流程,将其中的换热物流提取出来,组成了换热网络系统

其中被加热的物流称为冷物流,被冷却的物流称为热物流;

P195 换热的目的不仅是为了使物流温度满足工艺要求,而且也是为了回收过程余热,减少公用工程消耗;

基于这种思想进行的换热网络设计称为换热网络合成;

换热网络合成的任务,是确定换热物流的合理匹配方式,从而以最小的消耗代价,获得最大的能量利用效益;

P20 简单回路和回路矩阵分析题

回路矩阵

简单回路 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7

1、Ⅰ S1 Ⅱ S2 Ⅲ S3 Ⅳ S6 Ⅰ A 1 1 2、Ⅰ S1 Ⅱ S2 Ⅲ S5 Ⅰ B 1 1 1

3、Ⅱ S2 Ⅲ S3 Ⅳ S7 C 1 1 1 1

4、Ⅱ S2 Ⅲ S4 Ⅱ D 1 1 1