化工过程分析与合成简答

1、 过程系统的三种基本方法

a、 序贯模块法：通过对单元模块的依次计算来求解系统模型的方法 特点：（1）针对树形结构的过程系统（2）以单元模块为基础，定向性很强 （3）模拟计算的顺序由流程结构决定（4）对于含不可分隔子系统（再循环回路）的过程系统，必须通过断裂和收敛技术处理，才能用序贯模块法进行计算 (5)序贯模块法求解含有多个不可分隔子系统的过程系统时，各个回路分别单独收敛

b、 联立方程法：将描述一化工流程的所有方程汇总在一起，然后联立求解

特点：模拟时不受实际物流和流程结构影响，可灵活地确定输入坏人输出变量

c、 联立模块法：采用两种设备单元模型（严格模型和简化模型）交替进行模拟计算的方法 特点：利用单元模块的严格模型获取简化模型的系数，建立模块输入与输出的线性关系，然后将各单元简化模型与系统的机构模型联立求解。以低阶的线性方程组的解逼近原非线性方程组的解。

2、 序贯模块法的基本思想

从流程的第一个单元设备开始计算，即调用与该单元所对应的单元模块，由已知的输入与参数求输出流股变量，而该输出变量即为下一个单元的输入，再依次调用各单元模块，直至流程的最后一个单元模块，就可求得各单元设备的输出流股变量。

3、定常态局部稳定性的基本概念？是指瞬时小干扰引起的对定态的偏离，系统具有自动回复原始定常态的能力。可分为哪几类？1、局部稳定2、局部不稳定。 4、间歇过程是什么？

将有限的物料，按规定的加工顺序，在一个或者多个设备中加工，以获得有限产品的加工过程，如果需要更多产品，必须重复该过程。

通常采用的操作方式？1、非覆盖式操作2、覆盖式操作3、异步覆盖式操作 若间歇过程包含了一个时间限制级，如何处理？采用异步操作的办法，即采用多台平行设备进行操作。为什么呢？可大大缩短该间歇级的循环时间。 5、有向图可以描述方程系统的结构和工艺流程的结构特征

描述工艺流程（过程系统）有向图和描述方程系统有向图的区别？

1、过程系统：节点为过程单元，支线为物流或能流2、方程系统：节点为方程，支线代表变量的传递方向。

6、稀疏非线性方程组有哪些特点？

1、 每个方程只有少数几个变量 2、每个变量只出现在少数方程中。断裂变量和输出变量的

主要区别？断裂变量是猜值变量，输出变量是未知变量。 7、人工神经网络模型是一种什么模型？它具有哪些特点？

人工神经元网络数学模型就是对生物神经元网络主要特性与功能的描述。特点：对信息处理响应速度快、自适应性强、具有自学能力。

8、化工流程模拟系统的单元模块是什么，特点是什么？

根据单元设备的教学模型连同它的解算方法所编成的一段子程序

特点：单向性特点----给定其输入物流变量及参数可计算出相应的输出物流变量，但不能由输出变量计算输入变量，也不能由输入、输出变量计算模块参数。 9、 夹点及特征

冷热物流组合曲线垂直距离最小位置

特征（1）夹点处冷热曲线之间的传热温差最小（2）夹点处过程系统的热流量为零 夹点设计法的基本思想是过程系统余热的回收利用，即换热网络的合成。基本原理是以尽可能少的投资去回收尽可能多的能量。 3、 总组合曲线的特点

（1）能更加形象、简明地描述过程系统中不同温位处的热流量（2）能给出夹点的位置、夹点的温度，温区之间的内部换热情况（3）能明确提供需要外加热量和冷量的具体温位和数量多少等信息（4）能直观地表示出夹点处是否有热量流过（5）能提供换热网络是否可能与其他子系统进行能量集成的信息。

6、叙述最小公用工程消耗的三个基本原则？试问在用夹点涉及法合成换热网络过程中，是如何保证这三个基本原则得到满足的？ a、（1）无热量传递（避免夹点之上热流与夹点之下冷流间的匹配）(2)夹点之上没有冷却器 （3）夹点之下没有加热器 b、（1）合成上下两部分，从夹点向两端进行（2）夹点之上有Nc＞Nh，CPc≥CPh，夹点之下有Nc＜Nh，CPc≤CPh

7、有机产品开发过程包括哪几个环节？描述开发过程基本思想方法步骤？ 小试 →模式→ 中试→ 工程设计基本建设→ 投产

首先通过选型确定反应器 →最优分离塔序列→换热网络→公用工程，最后将各子系统组合，即可得最优，次优，较优的有希望的工艺流程方案，减少各子系统选取方案可减少化工流程方案，为了减少工作量，一般最后确定的化工流程方案不超过10个，再将反应器添加到组合方案中。

8、过程系统可分为哪几个子系统，可以通过什么办法获得各子系统的最优结构？ 反应器（目标策略法）分离子系统（用有序直观推断法直接得到分离塔序列） 换热网络子系统（夹点技术法） 公用工程子系统（夹点技术） 9、断裂的实质是什么？断裂的作用是什么？ 断裂法的最优化。作用是：化难为易的有效措施，可以大大简化计算，断裂适用于过程系统，断裂使得迭代最快，计算时间最省

断裂物流流量的收敛？怎样求收敛解？y-x=a(x)-x<ξ 常用计算方法1、直接迭代法 2 Wegstein法

10、什么是不可分割子系统？

能从原料中完全分隔出来单独求解，仍可按照一定次序求解的子系统

11、局部最优解仅具有局部的意义，整体最优解才具有全局的意义。整体最优解往往在于最优化问题可行域的某一约束边界上或者位于一些约束的焦点上。

12、在线性规划的单纯形法中，主行的选择原则是为了保证函数的可行性，主列的选取原则是为了保证函数获得最大的下降。

13、从全流程能量集成的角度考虑过程系统可划分为哪几个子系统？ 工艺过程子系统、热回收子系统、蒸汽动力子系统

14、在夹点技术的应用中，可能出现哪几种换热网络问题？它们各有什么特点？ 单夹点问题：既需要热公用工程又需要冷公用工程，且只有一个问题 无夹点问题：只需要一种公用工程，不存在夹点

多夹点问题：过程系统引入中间温位的公用工程物流

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