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《化工过程分析与合成》习题第一章1.化工过程分析的含义是什么？化工过程合成的含义是什么？2.常见化学反应过程的类型有哪些？请举例说明。
3.化工PID是什么请解释DCS的含义和作用。
4.稳态模拟和动态模拟的特征分别是怎样的？5.人工智能技术的含义是什么？6.人工神经网络的含义和用途。
第二章1.过程系统模拟有哪几类问题？2.过程系统的模拟分析是指什么，用流程框图画出其示意图。
3.过程系统设计的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。
4.过程系统参数优化的含义是怎样的？用流程框图画出其示意图。
5.请解释过程系统模拟的序贯模块法含义，特点，适用范围。
6.请解释过程系统模拟的面向方程法含义，特点，适用范围。
7.请解释过程系统模拟的联立方程法含义，特点，适用范围。
8.在计算再循环物流时，需要对某些物流进行“断裂”，此处“断裂”的含义是什么？9.判断最佳断裂的准则是什么，如何用数学表达式表示？10.请解释有效断裂组、多余断裂组、非多余断裂组。
11.请描述搜索断裂组的替代规则。
12.解释断裂族的概念。
13.再循环物流断裂处设置收敛单元，其功能有哪些？14.适合于收敛单元的数值计算方法一般应满足哪些条件？15.直接迭代法的原理和优缺点是什么？16.阻尼迭代的含义是什么，请用公式表达，阻尼因子的选择对迭代收敛有何影响？17.一个大型稀疏方程组，阶数为60,非零系数个数为240,求稀疏比和方程中为零的单元有多少个？18.请画出下面不可分割子系统的回路矩阵，并寻求最优断裂组。
已知流股 1 2 3 4 5 6 7Wj 2 7 3 3 4 3 219.直接迭代法求解下列方程组。
20.直接迭代法求解下列方程组。
2X 1＋X 23=35.568X 12－0.5X 2=0.36...x x x x x x x x x --=⎧⎪-+-=⎨⎪--+=⎩1231231231027210283542。
AspenPlus在化⼯过程模拟中的应⽤AspenPlus在化⼯过程模拟中的应⽤第1章化⼯过程模拟概述-第2章AspenPlus模拟基础第3章流股的混合与分割过程模拟第4章压⼒变送过程模拟第5章分离设备模拟第6章传热设备模拟第7章塔设备模拟第8章反应器模拟第9章固体操作设备模拟第三章流股的混合与分割过程模拟学习⽬的：1、练习⽤Aspen Plus 进⾏流程仿真的基本步骤；2、掌握物流混合模块Mixers/Splitters的⽤法。
内容：课堂练习：建⽴以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise-3.1)：已知：将100m3/hr 的低浓酒精（⼄醇20%w，⽔80%w，400C，1 atm）与200m3/hr 的⾼浓酒精（⼄醇90%w，⽔10%w，300C，2atm）混合，混合后物流平均分为三股，⼀股直接输出，第⼆股与100 kg/hr 的甲醇⽔溶液混合后（甲醇95%w，⽔5%w，450C，1.5 bar）输出，第三股与80 kg/hr 的⼄酸⽔溶液混合后（⼄酸90%w，⽔10%w，350C，1.2 bar）输出。
求：三股输出物流的组成（摩尔分率与质量分率）和流量（摩尔流量及体积流量）分别是多少？课后练习：建⽴以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise-3.2)：1）将4000C，3 bar 下的1000m3/hr ⽔蒸⽓、1000 m3/hr ⼆氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合⽓体的温度和体积流量。
2）将4000C，30 bar 下的1000 m3/hr⽔蒸⽓、1000 m3/hr⼆氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合⽓体的温度和体积流量。
3）将4000C，300 bar 下的1000 m3/hr⽔蒸⽓、1000 m3/hr⼆氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合⽓体的温度和体积流量。
在物性⽅法及模型（Property methods & models）设定中分别选⽤理想⽓体状态⽅程（Ideal）、Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling 状态⽅程（BWR-LS）、Peng-Robinson状态⽅程（Peng-Rob）、Redlik-Kwong-Soave 状态⽅程（RK-Soave）作为基本⽅法（Basemethod）进⾏以上计算，⽐较各⽅法所得的结果有何不同，将结果汇总编辑为MS-Word ⽂档。
《化工过程分析与合成》课程教学大纲制定人：吴淑晶教学团队审核人：门勇开课学院审核人：饶品华课程名称：化工过程分析与合成/ Analysis and Synthesis of Chemical Engineering Process课程代码：040323适用层次（本/专科）：本科学时：32 学分：2 讲课学时：30 上机/实验等学时：2 考核方式：考查先修课程：高等数学、物理化学、化工原理、化学反应工程适用专业：化学工程与工艺教材：张卫东，孙巍，刘君腾．化工过程分析与合成(第二版)．国家精品课程教材，北京：化学化工出版社，2011．主要参考书：1.姚平经．过程系统工程．上海：华东理工大学出版社，2009.2.王弘轼．化工过程系统工程．北京：清华大学出版社，2006.3.都健．化工过程分析与综合．大连：大连理工大学出版社，2009.一、本课程在课程体系中的定位培养学生应用系统工程的观点和方法研究化工过程系统模拟、分析、优化和合成的基本能力。
二、教学目标1.培养学生的工程意识。
2.培养学生从系统工程的角度分析问题和解决问题的基本能力。
3.培养学生应用系统工程的观点和方法研究化工过程系统模拟、分析、优化和合成的基本能力。
三、教学效果通过本课程的学习，学生可具备：1.掌握化工工程分析和合成的基本概念和基本内容。
2.掌握化工过程系统模拟与分析的基本原理和方法。
3.掌握化工过程系统优化与合成的系统工程方法。
4.了解理论知识与工程实际的联系，培养学生的工程意识。
5.从系统工程的角度分析问题和解决问题的基本能力。
6.应用系统工程的观点和方法研究化工过程系统模拟、分析、优化和合成的基本能力。
四、教学内容与教学效果对照表五、教学内容和基本要求第1章绪论教学内容：化工过程；化工过程生产操作控制；化工过程的分析与合成；化工过程模拟系统；化工企业CIPS技术；人工智能技术在化工过程中的应用。
教学要求：了解化工过程生产操作控制；掌握化工过程分析与合成的基本概念及主要研究内容；了解化工企业CIPS技术；了解人工智能技术在化工过程中的应用。
第3章系统仿真方法3.1系统仿真概述系统仿真是在计算机上通过构建数学模型和运行实验来模拟和分析现实世界中各种系统的行为和性能的方法。
它是一种有效的工具，可以帮助我们理解和预测系统的行为，并做出相应的决策。
系统仿真通常包括以下几个步骤：首先是定义系统的目标和问题，并收集相关的数据和信息；然后是根据实际系统构建数学模型，包括对系统的结构、参数、行为、约束等进行描述；接下来是选择合适的仿真工具和方法，进行系统仿真实验；最后是对仿真结果进行分析和评估，从而得出对系统的优化和改进建议。
3.2离散事件仿真离散事件仿真是一种基于事件驱动的仿真方法，它模拟系统在离散时间点上的状态变化。
系统的状态在各个事件之间是固定不变的，只会在事件发生时进行改变。
离散事件仿真适用于那些事件具有明确发生时间和离散性的系统，如交通系统、生产系统等。
离散事件仿真的基本思想是通过定义事件和事件的发生时间，并根据特定的规则来处理事件的发生和触发。
在仿真过程中，事件会按照其发生时间的顺序被处理，直到仿真时间结束。
离散事件仿真可以提供系统的详细的时间和状态信息，帮助我们分析系统的行为和性能。
3.3连续系统仿真连续系统仿真是一种基于微分方程的仿真方法，它模拟系统在连续时间范围内的行为和性能变化。
连续系统仿真适用于那些系统的状态随时间的连续变化，并且系统的行为和性能可以用连续的数学函数描述的情况。
连续系统仿真的基本思想是根据系统的微分方程来推导系统的动态行为，然后通过数值方法求解微分方程，得到系统在不同时间点上的状态和性能。
连续系统仿真可以提供系统的连续时间和状态信息，帮助我们分析系统的行为和性能。
3.4混合系统仿真混合系统仿真是一种将离散事件仿真和连续系统仿真相结合的仿真方法，它适用于那些同时包含离散事件和连续变化的系统。
混合系统仿真可以充分发挥离散事件仿真和连续系统仿真的优势，更准确地模拟系统的行为和性能。
混合系统仿真的基本思想是将离散事件和连续系统耦合在一起，通过事件和状态变量的相互作用来描述系统的行为和性能。
化工过程分析与合成绪论：1：化工过程的定义：原料经过物理或化学加工制成产品的过程。
2：实现方法：通过反应、分离、混合、加热、冷却、压力改变和颗粒尺寸的变化等一系列步骤实现的。
3：工艺流程：独立转化的单元过程由被处理的物料流连接起来，成化工过程生产工艺流程。
4：最重要的也是最常用的单元过程：1：化学反应过程2：分离过程3：换热过程4：流体输送过程5：设计的目标：高效益、易控制、环境友好和安全的过程。
6：两类优化流程结构的方法：探试法、算法方法7：判断最佳断裂的准则分为四类：①断裂的物流数最少；②断裂物流的变量数最少；③断裂物流的权重因子之和最少；④断裂回路的总次数最少。
8：自由度（设计变量）的选择原则：1：所选择的自由度必须真正独立2：自由度的选择应使问题求解尽量方便9：模拟型问题：理论级数、进料位置、塔顶（或塔底馏出量)、回流比→→塔顶、塔底的产品组成10：设计型问题：轻关键组分的塔顶回收率、重关键组分的塔底回收率、进料位置判据、回流比→→理论级数、进料位置、塔顶和塔底馏出量第二章：1：非理想体系——采用状态方程与活度系数相结合的模型；2：汽相状态方程模型：非理想气体模型：Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling（BWRS）；Hayden-O’Connell（用于Hexamerization的氢-氟化物状态方程）理想气体模型：Lee-Kesler（LK）；Lee-Kesler-Plocker；Peng-Robinson（PR）；采用Wong-Sandler混合规则的SRK或PR；采用修正的Huron-Vidal-2混合规则的SRK或PR；用于聚合物的Sanchez-Lacombe模型。
3：液体活度系数模型：Eletrolyte NRTL；Flory-Huggins；NRTL；Scatchard-Hilde-Brand；UNIQUAC；UNIFAC；van Laar；WILSON。
