化工过程分析与合成计算题
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化工过程分析与合成
绪论1化工过程:原料经过物理或化学加工制成产品的过程。
2化工过程分析:化工过程系统的分析主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数;目标是使决择方案,技术上先进、可行,经济上优越、合理,对于操作工况的分析也就是通常说的生产操作调优。
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。
3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,就可优化1过程系统优化(实现过程系统最优运行,包括结构优化和参数优化)可用于管理、过程设计和装置规范、车间操作。
2结构优化:改变过程系统中的设备类型或相互间的联接,以优化过程系统。 3参数优化:对于一确定的过程系统,对其中的操作参数进行优选,以使某些指标达到最优。(最终目的是以最小的投入获得最大的收益) 它的三个核心部分是确定最优目标、调优因素的分析、统计模型的建立。
换热网络 1换热网络的作用:换热是化工过程不可或缺的单元操作过程,换热器与
化工过程分析与合成
绪论1化工过程:原料经过物理或化学加工制成产品的过程。
2化工过程分析:化工过程系统的分析主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况下的最佳操作参数;目标是使决择方案,技术上先进、可行,经济上优越、合理,对于操作工况的分析也就是通常说的生产操作调优。
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。
3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,就可优化1过程系统优化(实现过程系统最优运行,包括结构优化和参数优化)可用于管理、过程设计和装置规范、车间操作。
2结构优化:改变过程系统中的设备类型或相互间的联接,以优化过程系统。 3参数优化:对于一确定的过程系统,对其中的操作参数进行优选,以使某些指标达到最优。(最终目的是以最小的投入获得最大的收益) 它的三个核心部分是确定最优目标、调优因素的分析、统计模型的建立。
换热网络 1换热网络的作用:换热是化工过程不可或缺的单元操作过程,换热器与
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
化工原理计算题
计算题
1.一输水系统,将敞口容器中的水送到吸收塔顶作吸收剂,贮槽水面至塔顶喷嘴的垂直距离为38m,塔内的表压强为4 m H2O柱,采用Φ100*5的钢管输送,连接在管路中孔板流量计两侧的U形管压差计读数为R=158mmHg, 已知:孔径d0=0.045m,孔流系数C0=0.7,SH2O=1,Hf =3mH2O柱,泵效率η= 0.75,求泵所需轴功率Pa。
2. 用离心泵将水池中的水送到高位槽,高位槽和水池均为敞口容器,高位槽水面高出池面50m,采用Φ100*5的管道输送,泵的送水量为34m3/h,输送过程中管路磨擦阻力损失为2.4m, 若泵的效率为60%, 计算泵所需的实际功率Pa。 3.一输水系统,用泵从水池送水到高位槽,水池和高位槽均为敞口容器,水池到泵入口处的垂直距离为4.8m,水池到泵出口处的垂直距离为5m,要求qv=36m3/h,管道为Φ80*2的钢管,已知泵前的进水管道的阻力压头损失为Hf1=0.2m水柱,出水管道的阻力压头损失为Hf2 =0.5m水柱,泵出口处压强计的读数为2.5at,SH2O=1。试求:①水池到高位槽的垂直距离H。②泵所需的实际功率Pa (η=0.7)。
4. 两液体在套管换热器中逆流换热,冷热流体
化工原理计算题
水平串联的两直管1、2,管径d=d/2,管道1长为100m, 已知流体在管道1中的雷诺数(Re)=1800,今测得某流体流经管道1的压强降为0.64(m液柱),流经管道2的压强降为64(m液柱),试计算管道2的长度(设局部阻力可略去)。(各5分) 如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔,泵吸入管路为φ108×4mm,长2m的钢管。泵压出管路为 φ76×3mm,长30m的钢管, 压出管路上装有标准阀一只,闸阀一只,90℃弯 头4 只。在压出管路上还装有孔板流量计,孔板孔径为40mm,孔流系数C=0.62,水银差压计读数R=456mm。吸收塔喷咀处压力为0.5kgf/cm(表压),碱液密度 ρ=1100kg/m,泵的效率η=0.6,直管阻力系数λ=0.02(吸入、压出管道取近似相同值),ξ弯头=0.75, ξ标准阀=6,ξ闸阀=0.17,ξ孔板=8,试求泵所需功率。 以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P。已知各液面标高分别为△1 =2.6m,△2=0.3m,△3=1.5m,△4=0.5米,△5=3.0米。求此密闭容器水
化工原理计算题
计算题
1.一输水系统,将敞口容器中的水送到吸收塔顶作吸收剂,贮槽水面至塔顶喷嘴的垂直距离为38m,塔内的表压强为4 m H2O柱,采用Φ100*5的钢管输送,连接在管路中孔板流量计两侧的U形管压差计读数为R=158mmHg, 已知:孔径d0=0.045m,孔流系数C0=0.7,SH2O=1,Hf =3mH2O柱,泵效率η= 0.75,求泵所需轴功率Pa。
2. 用离心泵将水池中的水送到高位槽,高位槽和水池均为敞口容器,高位槽水面高出池面50m,采用Φ100*5的管道输送,泵的送水量为34m3/h,输送过程中管路磨擦阻力损失为2.4m, 若泵的效率为60%, 计算泵所需的实际功率Pa。 3.一输水系统,用泵从水池送水到高位槽,水池和高位槽均为敞口容器,水池到泵入口处的垂直距离为4.8m,水池到泵出口处的垂直距离为5m,要求qv=36m3/h,管道为Φ80*2的钢管,已知泵前的进水管道的阻力压头损失为Hf1=0.2m水柱,出水管道的阻力压头损失为Hf2 =0.5m水柱,泵出口处压强计的读数为2.5at,SH2O=1。试求:①水池到高位槽的垂直距离H。②泵所需的实际功率Pa (η=0.7)。
4. 两液体在套管换热器中逆流换热,冷热流体
化工计算题 文档
1 如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B),dA=100mm,dB =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计,其读数R=20mm,A、B两点间的垂直高度差为h=0.3m。试求:
(1) A、B两点的压差等于多少Pa?
(2)若管路水平放置,而流量不变,计算U形水银压差计读数R及A、B两点压差的变化趋势。解:(1)取3-3为等压面,p3=p3’ 且p3 = pA+?gh1 p3’=pB+?g(h2-R’)+?igR’ 则pA+?gh1=pB+?g(h2-R’)+?igR’ ∴pA-pB=?g(h2-h1-R’)+?igR’ =9.81×103×(0.3-0.02)+13600×9.81×0.02 =5420 Pa
(2)在AB之间列柏努利方程
ZA+(PA/ρg)+(uA2/2g)=ZB+(PB/ρg)+(uB2/2g)+∑hf′
(PA-PB)/ρg=( ZB- ZA)+(uB2/2g)-(uA2/2g)+ +∑hf′
(h2-h1-R’)+ R’?i/?=( ZB- ZA)+(uB2/2g)
化工过程分析与合成期末题库
一、 1 2 3 4 5 6 7 8 9
填空题(每空1分)
10 11 12
13 14 15 16
17
稳态模拟的特点是,描述过程对象的模型中??时间参数。
就其模拟计算求解方法而言,过程系统模拟可以归纳为: ??、 ?? 、 ?? 。 序贯模块法的基础是 ?? 。
求解超大型稀疏非线性方程组的方法大致分为 ??、??两类。
根据对过程系统中状态变量分布特征的不同描述方式,一般可以把动态模拟时的数学模型分为 ??、 ?? 和 ?? 。
根据建立模型的不同方法,一般可以将数学模型分为 ?? 、 ?? 和介于两者之间的 ??。
连续搅拌罐反应器(CSTR)的动态模型可以用 ?? 参数模型进行描述。 ?? 优化和 ?? 优化是过程系统的两大类优化问题,它们贯穿于化工过程设计和化工过程操作。
求解非线性有约束条件最优化问题的方法很多,比较常用的有 ?? 和 ??。它们的共同点在于都是将有约束最优化问题转变成 ?? 最优化问题。
在分离序列的综合中,根据试探法的经验规则S2,难分离的组分应当 ?? 分离。
化工分析过程,主要是分析过程系统的运行机制、影响因素、 ?? 、 ?? 、优惠工况下的最佳操作参
《化工原理I》计算题
1. (20分)如图所示,油在光滑管中以u=2m/s的速度流动,油的密度ρ=920kg/m3,管
长L=3m,直径d=50mm,水银压差计测得R=15.0mm。试求: (1)油在管中的流动形态; (2)油的粘度;
(3)若保持相同的平均流速反向流动,压差计读数有何变化?层流:λ=64/Re;湍流:
0.25
λ=0.3164/Re。 解:
1
2 A B R C D (1)列1截面和2截面间柏努利方程,取2截面为基准面
2u12p2u2gZ1???gZ2????hf
?2?2p1
?hf?pD = pD
p1?p2???Z1?Z2?g
pC = p2 +(Z2 – ZA)ρg + Rρ0g
pD = p1 + (Z1 – Z2)ρg +(Z2 – ZB)ρg + Rρg p
化工原理精馏计算题
第二部分 计算题示例与分析 4-93 已知某精馏塔塔顶蒸汽的温度为80oC,经全凝器冷凝后馏出液中苯的组成 为0.90,甲苯的组成为0.10(以上均为轻组分A的摩尔分数),试求该塔的操作压强。 溶液中纯组分的饱和蒸汽压可用安托尼公式计算,即 lgpo?A?B t?C 式中苯和甲苯的常数为
组 分 A B C 苯 6.898 1206.35 220.24 甲苯 6.953 1343.94 219.58
分析: 求塔内操作压强即是求塔内蒸汽总压p,因此体系为理想体系,可通过道尔顿分压定律
pA?pyA 及拉乌尔定律求得。
解:利用安托尼公式分别计算80℃时苯与甲苯两种纯组分饱和蒸气压,即
1206.35?2.88
80.0?220.240 pA?758.58mmHg?101.14KPa
1343.940 lgpB?6