化工过程分析与综合习题复习资料第三章.docx
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化工过程分析与综合习题复习资料第三章
3-1
3-2
3-3
1.单元串搜索法
（1）1,2,3,4,3---合并3,4---1,2，（3,4）
（2）1,2，（3,4），6,5,2---合并2,3,4,5,6---1，（2，
，6,5）
（3）1，（2，
，6,5），7，1,2,3-------合并1，2，3，4，5，6，7----------（（7，1，2，
），6,5）
（4）加上8
所以计算顺序为（1，
，7），8
LoopMatrix：
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
R
A
1
1
1
1
4
B
1
1
1
1
4
C
1
1
2
f
1
2
1
1
1
1
1
1
1
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：
R=
R2=
R3=
1,2,3,4看做一个拟节点，所得的邻接矩阵为：
R=
7为一步循环回路，去掉，则邻接矩阵为：
R=
R2=
R3=
所以计算顺序表为：
计算顺序
节点
1
（1,2,3,4）
2
7
3
6，5
LoopMatrix:
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
R
A
1
1
1
3
B
1
1
1
3
C
1
1
1
1
4
f
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
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.
LoopMatrix:
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
R
A
1
1
1
3
B
1
1
1
3
C
1
1
1
1
4
f
1
1
2
1
1
1
1
1
1
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.
注意：
回路C是指回路（1,5,4,3,6）
LoopMatrix：
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
R
A
1
1
2
B
1
1
1
1
4
C
1
1
1
1
1
1
6
f
1
1
1
2
1
1
1
2
2
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：
R=
将3.4看做一个节点：
R=
R2=
R3=
R4=
计算顺序为：
（3,4），（1,2,3,5,6）
3-5
变量数：
ω1——ω5，x1——x5，s,t,p13个变量。
方程数：
7个
自由度d=13-7=6个
工艺给出ω5，还需五个设计变量。
（1）该系统的双层图为：
ω5
ω1x1ω2x2ω3x3ω4x4x5tps
局部度为1：
x1，t，p，s
（2）
消去x1，t，s，F2,F4,F7
ω1ω2x2ω3x3ω4x4x5p
局部度为1：
ω1，x3，x4，x5
（3）消去ω1，x3，
ω2x2ω3ω4x4x5p
局部度为1：
ω2，ω4
（4）消去ω2，ω4
x2，ω3，x4，x5，p局部度均为0，选为设计变量。
求解顺序如下：
F3F5F6F4t
F1F2
F7
3-6
描述过程系统的独立方程有：
物料平衡：
V1y1i=V2y2i+L2x2i
F1（V1，V2，L2，y1i，y2i，x2i）=0
V1=V2+L2
F2（V1，V2，L2）=0
能量平衡：
V1H1=V2H2+L2H3+Qc
F3（V1，V2，L2，Qc，T1，P1，T2，P2）=0
相平衡：
y2i=kx2i
F4（y2i，x2i,T2，P2）=0
（1）
该系统的双图层为：
V1y1iV2y2iL2x2iQcT1P1T2P2
局部度为1：
y1i，T1，P1，y1i
（2）消去y1i，Qc，F1，F3
V1V2y2iL2x2iT1P1T2P2
局部度为1：
V1，V2，y2i，L2，x2i，T2，P2
（3）消去V2，y2i，F2，F4
V1L2x2iT1P1T2P2
计算顺序如下：
F2F3Qc
F4X2i
F1Y1i
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