化工过程分析与综合习题答案第三章.docx
《化工过程分析与综合习题答案第三章.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工过程分析与综合习题答案第三章.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
化工过程分析与综合习题答案第三章
8
3-1
6
5
16
7
17
15
2
1
3
14
13
4
10
11
12
9
12
3-2
5
2
4
3
1
6
11
9
8
7
10
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
7
A
C
4
3
2
1
B
6
5
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
B
A
7
4
3
2
1
C
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.
A
B
8
9
4
3
2
1
C
6
5
7
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.
6
B
C
A
3
4
2
1
5
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
F7
F6
F5
F4
F1
F3
F2
ω1x1ω2x2ω3x3ω4x4x5tps
局部度为1:
x1,t,p,s
(2)
F3
F1
消去x1,t,s,F2,F4,F7
F6
F5
ω1ω2x2ω3x3ω4x4x5p
局部度为1:
ω1,x3,x4,x5
F5
F3
(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。
ω4
ω3
求解顺序如下:
X4
F3F5F6F4t
ω1
X1
F1F2
S
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:
F4
F3
F2
F1
V1y1iV2y2iL2x2iQcT1P1T2P2
局部度为1:
y1i,T1,P1,y1i
F2
F4
(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
V2
计算顺序如下:
F2F3Qc
F4X2i
F1Y1i