2020年春 中国石油大学(北京)远程教育学院 期 末 考 试 《 化工系统工程》【答案】

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中国石油大学(北京)远程教学学院$ |2 V$ F- E" Y( v- }6 c
期 末 考 试
+ {2 S4 ?4 u7 ~9 y* S" q% @. r《 化工系统工程》1 A% b) Q, W0 @& A$ F' c0 A
学习中间:_______ 名字:________学号:_______  
' `8 y# K* y+ S, x: Y% y& o! I# b关于课程考试违规做弊的阐明
# ^; r* {/ ~' m4 f3 @1、提交文件中涉嫌抄袭内容(包含抄袭网上、书本、报刊杂志及其他已有论文),带有显着外校符号,不契合学院要求或学生自己状况,或存在查明出处的内容或其他可疑字样者,判为抄袭,分数为“0”。 ( T  S1 i& J* W
2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上一样者判为相同,分数为“0”。8 I- `& M; w+ w  U9 y
3、所提交试卷或资料没有对教师题目进行作答或提交内容与该课程要求彻底不相干者,确定为“白卷”或“错卷”,分数为“0”。. Z" h, g' e/ U( r2 s
一、    填空题(每空2分,共30分): a" `# f9 E0 E. O
1.在一个绝热关闭体系中,投入了9种已知质量的化合物,这些物质在其间发作了4个化学反响,发生了3种新化合物。当系统安稳下来后,生成了2个液相层、1个气相,要断定系统的状况需求(   )个变量?2 f$ s( Z% h' L: N* F6 ~6 ~. k. Z
2.一股已知条件的工艺物流(组分数为20),进入带进料阀和换热盘管的气液别离器进行气液别离,有哪些手法可以影响别离器的操作作用(   ),(     )。
4 a% _. j; N- f3.某设计院进行一个惯例精馏塔的设计,设计师需求思考的设计变量有(  )个。
5 u$ I+ C6 B1 @9 l4.过程系统节点相邻矩阵中流股聚集单元的特征是:(           )。3 T* Q! X* ?, w6 u& r
5. 某节点相邻矩阵A通过运算得到AA、AAA两个新的矩阵,将A、AA、AAA三个矩阵布尔相加后得到可及矩阵A*,其间元素值a25=a52=1、a27=a72=1、a57=1、a75=1,则阐明:(                        )。
1 C" D2 S4 S7 k" {& d6.选用序贯模块模仿法进行流程计算时,最好开裂流股要确保有关子系统中一切回路(                       )。
4 X- g$ d$ x7 K' Y4 b( Z7.由描绘过程系统结构的初始索引矩阵I运用乘幂规律经过对比与代替取得了新的矩阵J=I2,其间,呈现了4个一样的节点对{3-3}、{5-5}、{8-8}、{9-9},则阐明:(     & |0 `# _1 d+ I1 h6 X
                        )。" a, u' F( w" q5 v& L6 b/ u0 N% e  x
8.某工艺物流,其流率为100 kg/s,换热后升温20℃。在温度改变的规模内其热容改变较小,取其均匀值3 kJ/(kg.K),其热容流率是(  )kW/K,换热热负荷是(    )kW。# G3 F8 U6 N7 G' ]
9.计算夹点时,温度依照从高到低的次序摆放。其间温区1向温区2输出热负荷是160kW,温区2内暖流的负荷是200kW,冷流的负荷是300kW,则温区2向温区3输出的热负荷是(   )kW。5 O' x9 b4 Q$ D/ w6 x4 S
10.关于下图所示流程,有( )个简略回路,最好开裂流股是{    }。3 |" m  k! P* e1 Z/ j% i& i! {
; t  r: u! V" P" U) y
11.下图所示的换热匹配中,夹点之下子系统的夹点匹配是(  )。换热匹配①是一个过错的夹点匹配,缘由是(                  )。9 K0 e+ ?9 D9 Y/ {+ x4 M% S/ w2 D
3 @) f1 P1 u0 a% c) X' z: q- t
二、简答题(每题10分,共30分)3 O$ V8 d7 P% o! ~9 t
1. 某设备工艺流程如下图所示。其间进料含反响物组分A与杂质组分B,通过反响器后A发作化学反响生成产品C。请剖析该流程有哪些变量可作为独立变量,并排出各单元的详细操控参数。(图中数字表明物流的自在度)
- q' C5 x6 D! V7 M8 r* N
' I" q1 R5 }. W. M, E要求:
: v; u- j. a3 T, [0 q应用描绘规矩法剖析系统的自在度,请具体阐明每个单元操作的自在度和典型决议计划变量。
* X, i# |. d% C4 m- u, k* I; f* C评分规范:
8 @4 s: `3 c* ?9 e! D( f  (1)对于每个单元操作的自在度剖析状况酌情给分(6分)2 O+ k! N3 H) `+ T! u' y0 d. |3 P
  (2)正确描绘整个系统的典型操控参数(4分)# m3 F. p- d* Y4 P: }
2. 请用索引矩阵法分化下列方程组,并求解。' w+ l5 F- u. u  S* l
方程组1:     (学号为奇数学员答题)
% K5 U! l( J3 f1 k8 l* H) {方程组2:    (学号为偶数学员答题)! r! w" g7 m( D8 U/ E: w
要求:. ~: _6 n3 j: C) J) v
(1)列出方程组事情矩阵、输出变量、索引矩阵;
' L6 Y5 M# r6 X' ^0 E' D; b    (2)写出具体解题过程;* x/ }0 g. d2 {- @. Z
    (3)给出方程组求解成果。: o9 G$ b- \% m6 r. B
评分规范:7 c/ B  n: R( L# N8 K& I9 _
    事情矩阵(2分),输出变量(4分),索引矩阵(2分),成果正确(2分)。
* R7 b7 h1 `! p3. 扼要介绍一下工作布景,谈一谈你对化工系统工程在工程实习应用中的一些见地和主张。: E6 H. u' g' _6 d; j- Y$ [$ t
要求:先介绍工作布景(或学习布景),结合课程有关常识点谈几个应用时机。
) Z* k' j6 x! y9 n评分规范:结合论说,归纳给分。' ?* E% s4 @4 @: t
三、课程设计题& B3 D7 I# a, `2 G
1.(学号为奇数学员答题)
3 }) o7 g7 T  z' r/ F1 j请计算下表中换热过程的夹点和最小共用工程量(Tmin=20℃),画出T-H图,并用夹点设计法设计一个最优换热网络。并请扼要叙说夹点法设计换热网络的准则。/ i2 W+ v% t+ _" @' Y8 K9 e; M' z9 R
流股及类型    热容流率CP, kW/K    进口温度,℃    出口温度,℃    热量,kW
6 u& M; B1 k! i( f- s/ uH1    2.0    360    60    6006 o: P: x4 M+ s: [
H2        180    180    500& a- I# K# ^6 _
C1    2.0    40    260    440* H$ ?- Q+ f: \4 E& m" Q1 z* F2 D) R
C2    3.0    40    290    750
8 X, q$ f; Q; q% N* u) l- X  注:H2为纯组分饱满蒸汽冷凝物流。  r4 g1 O0 w1 h. W, u1 W
2.(学号为偶数学员答题)
  l# x* X; o# T6 z( V请计算下表中换热过程的夹点和最小共用工程量(Tmin=20℃),画出T-H图,并用夹点设计法设计一个最优换热网络。并请扼要叙说夹点法设计换热网络的准则。
0 l7 S( U% u8 t; r6 f流股及类型    热容流率CP, kW/K    进口温度,℃    出口温度,℃    热量,kW
; |5 {$ z# x9 r3 GH1    2.0    360    60    600
: I6 o8 K5 F4 X! D3 ~/ R, [( KH2        180    180    4509 _. \1 l5 ^; q8 m# m
C1    2.0    40    260    440
! E2 B& B% i5 e$ o+ U5 O4 o$ xC2    3.0    40    290    750
1 p* E$ b6 h+ [! }  注:H2为纯组分饱满蒸汽冷凝物流。
# l- _& L. L& a" W要求:! W1 H3 M% u% p
    (1)给出温度区间、温区净需热量计算、温区传热计算
0 x. m6 e/ Y. H" t2 X    (2)给出夹点方位,最小工程负荷7 `. a3 R8 X& U) C
    (3)计算冷、热组合曲线要害节点的(热负荷、温度)点,制作T-H曲线
9 B! Y1 Y: }1 X2 [& o    (4)别离进行夹点之上和夹点之下的换热网络设计1 Z& q: C0 Q" O$ N0 G
    (5)扼要叙说夹点法设计换热网络的准则
( W( I8 s, }8 w; Z! ]4 [2 G评分规范:(非准则性过错,酌情扣分)' C% \0 M* E3 s7 V1 V9 ~1 Y
1)正确区分温度区间,5分;
0 Q/ ?4 r0 i% }& N2 q2)正确完结夹点计算10分;) G' T" b3 W9 [; M8 n
3)画出T-H图10分;
4 P/ O5 }! W: f* x+ q% M( Y, }: F' c: U4)画出换热网络10分。. {+ p- Z" j% \8 T' ]. D
5)完好答复夹点法设计换热网络的准则,5分;




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