化工过程分析与综合习题答案第三章.docx

83-1 651671715213141341011129123-252431611987103-31.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，（2，34，6,5）（3）1，（2，34，6,5），7，1,2,3-合并1，2，3，4，5，6，7-（7，1，2，34），6,5）（4）加上8所以计算顺序为（1，2,3，45,6，7）， 87AC4321B65Loop Matrix：S2S3S4S5S6S7S8S9S10RA11114B11114C112f121111111S2，S6，S7，S8，S9，S10包含于S3S5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=0 1 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 10 0 0 1 0 1 00 0 0 0 0 0 10 1 0 0 0 0 00 0 0 0 1 0 01 0 1 0 0 0 0R2=0 0 1 0 0 0 11 0 1 1 0 1 00 0 0 0 1 0 11 0 1 0 0 0 00 0 1 0 0 0 10 1 0 0 0 0 00 1 0 1 0 1 0R3=1 0 1 1 0 1 00 1 0 1 1 1 11 1 1 0 0 0 00 1 0 1 0 1 01 0 1 1 0 1 00 0 1 0 0 0 10 0 1 0 1 011,2,3,4看做一个拟节点，所得的邻接矩阵为：R=0 0 1 11 0 0 00 1 0 01 0 0 07为一步循环回路，去掉，则邻接矩阵为：R=0 0 11 0 00 1 0R2=0 1 00 0 11 0 0R3=1 0 00 1 00 0 1所以计算顺序表为：计算顺序节点1（1,2,3,4）2736，5BA74321C65Loop Matrix:S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11RA1113B1113C11114f1111111111S2,S8包含于S11S4,S10包含于S9S3,S5,S6包含于S7断开S11，S9，S7则回路A，B，C打开。3-41.AB894321C657Loop Matrix:S2S3S4S5S6S7S8S9S10RA1113B1113C11114f112111111S2, S7包含于S8S9, 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），72.6BCA34215注意：回路C是指回路（1,5,4,3,6）Loop Matrix：S2S3S4S5S6S7S8S9S10RA112B11114C1111116f111211122S9和S10之间断开S10（考虑权因子25）,回路B,C打开S4和S5之间断开S4（权因子12）,回路A打开用邻接矩阵法确定计算顺序：R=0 1 0 0 1 00 0 1 0 0 00 0 0 1 0 10 0 1 0 0 00 1 0 1 0 01 0 0 0 0 0将3.4看做一个节点：R=0 1 0 1 00 0 1 0 00 0 0 0 10 1 1 0 01 0 0 0 0R2=0 1 1 0 00 0 0 0 11 0 0 0 00 0 1 0 10 1 0 1 0R3=0 0 1 0 11 0 0 0 00 1 0 1 01 0 0 0 10 1 1 0 0R4=1 0 0 0 10 1 0 1 00 1 1 0 01 1 0 1 00 0 1 0 1计算顺序为：（3,4），（1,2,3,5,6）3-5变量数：15，x1x5，s, t, p 13个变量。方程数：7个自由度d=13-7=6个工艺给出5，还需五个设计变量。（1） 该系统的双层图为： 5F7F6F5F4F1F3F21 x1 2 x2 3 x3 4 x4 x5 t p s局部度为1：x1，t，p，sF3F1（2） 消去x1，t，s，F2, F4, F7F6F51 2 x2 3 x3 4 x4 x5 p局部度为1：1 ，x3 ，x4 ，x5F5F3（3）消去1 ，x3 ， 2 x2 3 4 x4 x5 p局部度为1：2 ，4（4）消去2 ，4x2 ，3，x4 ，x5，p 局部度均为0，选为设计变量。43求解顺序如下：X4F3 F5 F6 F4 t1X1F1 F2 SF7 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+QcF3（V1，V2，L2，Qc，T1，P1，T2，P2）=0相平衡：y2i=kx2iF4（y2i，x2i,T2，P2）=0（1） 该系统的双图层为：F4F3F2F1V1 y1i V2 y2i L2 x2i Qc T1 P1 T2 P2局部度为1：y1i ，T1，P1，y1iF2F4（2）消去y1i，Qc，F1，F3V1 V2 y2i L2 x2i T1 P1 T2 P2局部度为1：V1，V2，y2i，L2，x2i，T2，P2（3）消去V2，y2i，F2，F4V1 L2 x2i T1 P1 T2 P2V2计算顺序如下：F2 F3 QcF4 X2iF1 Y1i