化工过程分析与综合习题答案第三章.docx
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化工过程分析与综合习题答案第三章
3-1
8
16765211715
341413
1011
12
9
3-2
12524
13
116
789
10
3-3
1.单元串搜索法
(1)1,2,3,4,3---合并3,4---1,2,(3,4)
()34,6,5),2),6,5,2---合并2,3,4,5,6---1,((
(2)1,2,3,4
)(34)1,2,3-------合并,6,5,7,,2(3)1,(()34),6,5),2,7----------((71,1,2,3,4,5,6,
84)加上(
2,(34)(),5,68),,7,所以计算顺序为(1
7A4321C
B
56
LoopMatrix:
S2S3S4S5S6S7S8S9S10R
A11114
41B111
C112
f111112111
S2,S6,S7,S8,S9,S10包含于S3
S5包含于S4
断开S3,A,B回路打开,断开S4,C回路打开。
2
系统的邻接矩阵:
(0100000001000100010100000001010000000001000000101R=)(0010001
1011010000010110100000010001010000001010102R=)(1011010
0101111111000001010101011010001000101100013=R)看做一个拟节点,所得的邻接矩阵为:
1,2,3,4
(0011100001000010R=)7为一步循环回路,去掉,则邻接矩阵为:
)(001
100010R=)(0100011002R=)(1000100013R=所以计算顺序表为:
节点计算顺序
)1,2,3,4(1
72
6,53
7
AB
2341
C
56
LoopMatrix:
S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11R
A1113
3B111
C11141
f1111111111
S2,S8包含于S11
S4,S10包含于S9
S3,S5,S6包含于S7
断开S11,S9,S7则回路A,B,C打开。
3-4
1.
89
AB
4321
C
675
LoopMatrix:
S2S3S4S5S6S7S8S9S10R
A1113
3111B
C11114
f121111111
S2,S7包含于S8
S9,S10,S3,S5,S6包含于S4
所以断开S4,B,C回路打开,断开S8,A回路打开。
计算顺序用单元串搜索法:
(1)1,2,3,4,6,2---------1,(2,3,4,6)
(2)1,(2,3,4,6),9,1-----(1,(2,3,4,6),9)
(3)(1,(2,3,4,6),9),8,3-----(1,(2,(3,4,8),6),9)
在(1,2,3,4,6,8,9)中有3个回路分别是(1,2,9),(3,4,8),
(2,3,4,6)
(4)5不在任何回路中,可首先计算。
所以计算顺序为:
5,(1,2,3,4,6,8,9),7
2.
6
B
CA4213
5
注意:
回路C是指回路(1,5,4,3,6)
LoopMatrix:
S2S3S4S5S6S7S8S9S10R
A112
41B111
C6111111
f112121112
S9和S10之间断开S10(考虑权因子2<5),回路B,C打开
S4和S5之间断开S4(权因子1<2),回路A打开
用邻接矩阵法确定计算顺序:
(010010001000000101001000010100000010R=)看做一个节点:
3.4将
(0101000100000010110000100R=)
(01100000011000000101010102=R)(00101100000101010001001103R=)(10001010100110011010100014=R)
)1,2,3,5,6,(计算顺序为:
(3,4)
3-5
变量数:
ω——ω,x——x,s,t,p13个变量。
5151
方程数:
7个
自由度d=13-7=6个
工艺给出ω,还需五个设计变量。
5
(1)该系统的双层图为:
ω5
FFFFFFF1234765
ωxωxωxωxxtps544332211.
局部度为1:
x,t,p,s1
(2)消去x,t,s,F,F,F7412FFF13F56
ωωxωxωxxp53224143
局部度为1:
ω,x,x,x5341
(3)消去ω,x,31
FF35
ωxωωxxp542234
局部度为1:
ω,ω42
(4)消去ω,ω42
x,ω,x,x,p局部度均为0,选为设计变量。
5432
求解顺序如下:
ωωX434FtFFF
4356
ωX11FF
21
S
F
7
3-6
描述过程系统的独立方程有:
物料平衡:
Vy=Vy+Lx2i1i2i221
F(V,V,L,y,y,x)=02i2i1i2211.
V=V+L212
F(V,V,L)=02212
能量平衡:
VH=VH+LH+Qc231212
F(V,V,L,Q,T,P,T,P)=0212c21231
相平衡:
y=kx2i2i
F(y,x,T,P)=02242i2i
(1)该系统的双图层为:
FFFF1243
VyVyLxQTPTP22i112i1c21i22
局部度为1:
y,T,P,y1i111i
(2)消去y,Q,F,F31c1i
FF24
VVyLxTPTP2222i2i1211
局部度为1:
V,V,y,L,x,T,P2222i2i12
(3)消去V,y,F,F4222i
VLxTPTP2111222i
计算顺序如下:
V2FQF
c23
XF
2i4
YF
11i
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