过程系统分析与综合习题
沈阳化工大学-期末复习-化工过程分析与综合
2.2 基本公式
（1）自由度计算公式：
n
d (Ci 2) (S 1) e r g i 1
n——输入流股数
e——与物料无关的能量流
Ci——第 i 个输入流股组
和压力引入的自由度
分数
r——独立反应数
S——分支输出流股数
g——几何自由度，通常=0
（2）守恒关系式（P35）
一、物料质量平衡
质量累积速率=质量流入系统速率-质量流出系统速率
分割器
闪蒸器
独立方程数 m=C+2
自由度
d=n—m=3(C+2)-(C+2)= 2(C+2)
m=2C+3
分割成 2 股物流，自由度： d=(C+2)+1 分割成 S 股物流，自由度： d=(C+2)+(S-1)
d=3(C+2)+1-（2C+3） =C+4
换热器
反应器 压力变化 单元
d c1 c2
第七分之二章 信号流图
7/2.1 基本概念 （1）信息流图：可以用结点代表方程，有向线代表在方程之间传送 的变量的信息，这种有向图是一种信息流图 （2）信号流图：可以用有向图中的结点代表向量，而用有向线表明 变量之间的变换关系—这就构成了信号流图 （3）支路：结点间的有向线称为支路. （4）传输比：每条支路均带有称为传输比的某一数值，它代表线性 方程中变量前的系数。 （5）始端点和末端点：一条支路两端（始端和末端）的结点，分别 称为该支路的始端点和末端点。 （6）输入支路和输出支路：指向和离开一个结点的支路，分别称为 该结点的输入支路和输出支路。 （7）自环：始端和末端为同一结点的支路，称为自环支路，或简称 “自环”。 （8）源结点：只有输出支路的结点，称为源结点。 （9）汇结点：只有输入支路的结点，称之为汇结点。 （10）残图：经过简化只剩下源结点和汇结点的图，称为残图。
软考高级系统分析师备考习题40题解析
《软考高级系统分析师备考习题40题解析》软考高级系统分析师考试是一项具有挑战性的认证考试，为了帮助广大考生更好地备考，我们精心准备了40 道典型的备考习题，并进行详细的解析。
一、需求分析与建模1. 在进行需求调研时，以下哪种方法最适合获取用户对系统性能的要求？A. 问卷调查B. 面谈C. 观察D. 原型法答案：B解析：面谈可以直接与用户交流，深入探讨系统性能等方面的需求。
2. 以下哪项不是用例图的主要元素？A. 参与者B. 用例C. 关系D. 类答案：D解析：类不是用例图的元素，用例图主要由参与者、用例和它们之间的关系组成。
二、系统设计3. 在系统架构设计中，以下哪种架构风格最适合高并发的在线交易系统？A. 分层架构B. 微服务架构C. 事件驱动架构D. 管道-过滤器架构答案：B解析：微服务架构具有良好的扩展性和容错性，适合处理高并发的交易场景。
4. 数据库设计时，为了提高查询性能，通常会建立索引。
以下哪种情况不适合建立索引？A. 经常作为查询条件的字段B. 数据量少且更新频繁的字段C. 外键字段D. 唯一性约束的字段答案：B解析：数据量少且更新频繁的字段建立索引可能会降低性能，因为更新操作会频繁维护索引。
三、项目管理5. 项目进度管理中，关键路径法的主要作用是？A. 确定项目的最短工期B. 识别项目的关键活动C. 计算项目的总时差D. 以上都是答案：D解析：关键路径法可以确定项目的最短工期、识别关键活动和计算总时差。
6. 风险管理中，风险识别的主要方法不包括？A. 头脑风暴法B. 德尔菲法C. 检查表法D. 蒙特卡罗模拟法答案：D解析：蒙特卡罗模拟法主要用于风险定量分析，而不是风险识别。
四、算法与数据结构7. 以下哪种排序算法在最坏情况下的时间复杂度最低？A. 冒泡排序B. 插入排序C. 快速排序D. 归并排序答案：D解析：归并排序在最坏情况下的时间复杂度为O(nlogn)，其他三种算法在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)。
系统分析与设计课后习题答案
第一章1.什么是系统？信息系统一般具有那些特性？答：系统是一组为实现某些结果相互联系相互作用的部件的集合。
1.可分解性2.边界性2.从应用范围来看，信息系统可以分为哪些类型？答：1.事物处理系统2.管理信息系统3.智能支持决策系统4.办公自动化系统3.信息系统中典型的关联人员有哪些？他们的角色是什么？答：系统所有者（通常是中层或者高层经理，对于小型系统来说，可能是中层经理或者主管）、用户、分析设计人员（都代表信息系统的技术专家角色）、外部服务者（业务顾问和系统顾问等）以及项目经理（团队的领导者）4.请解释系统内部用户和外部用户的区别是什么？答：内部系统用户主要是指系统实际操作人员，这些人员往往专注于信息系统的处理速度和处理事务的正确性。
外部系统用户主要是指系统的直接或者间接使用人员，所有这些外部系统用户最关注的是使用系统的服务操作是否简单易学，方便操作。
5.什么是模型驱动分析？为什么要使用此方法？举例说明。
答：模型驱动分析法强调绘制图形化系统模型来记录和验证现有的或建议的系统。
系统模型最终将成为设计和构造一个改进系统的蓝图。
结构化分析、信息工程和面向对象分析都是基于模型驱动的分析方法。
6.什么是系统开发生存周期？在项目启动阶段涉及的主要活动有哪些？答：开发一个完整的系统项目总会经历“目标、计划、分析、设计、实现、维护”这样的过程或步骤，这就是系统开发的生存周期（系统项目启动、业务需求分析、详细系统设计、系统实现与维护）。
启动阶段的主要涉及5个活动：定义问题域、制定项目的进度表、确认项目的可行性、安排项目人员、启动项目。
7.为什么引入系统原型开发方法？它的优缺点是什么？答：采用最经济的方法，尽快设计出一个可以实际运行的系统原型。
优点：提高了用户参与的主动性；系统开放周期短；能更好的适应需求的变化并减少误解，能有效的提高最终系统的质量，特别是用户接受性，为保证将系统提供给用户使用奠定了基础。
缺点：1.系统分析和功能设计贯穿于整个开发过程中，使得系统的总体结构变得不明确；2.原型选取的不确定性可能降低系统开放速度；3.对原型进行分析设计时，依然沿袭结构化方法，自顶向下模块化的设计思想，数据和功能相互分离的缺陷在原型法中依然存在，不利于软件构件的重用；4.开发过程中不断引入用户需求的变化，造成了系统开发的不确定性。
化工过程分析与综合习题答案
绘该流股，试举例说明。
∆H Q C W T T
W=1 Ts=10 Cp=10
若 Cp 不随 T 变化 ∆H 10 T 10
若C 10 0.05T 则∆H 0.05T 9.5T 100
若C 10 0.05T 则∆H 0.05T 9.5T 100
可见，若 Cp 不随 T 变化，图形为一直线; 若 Cp 随 T 增大，图形
进料变量数 c+2
合计
c+N+M+5
Nau 串级单元数 4
回流分配器 4
侧线采出单元数 1
传热单元数 4
合计
10
Nvu= c+N+M+5+10= c+N+M+15
d= c+N+M+15
2-5
2-6
2-7 简捷算法：Reflex Ratio：-1.3 Light Key：Methanol 0.95
Heavy Key：Ethanol 0.1585 Pressure：Condenser：1.9 公斤 Reboiler：1.8 公斤 最小回流比为：3.529 实际回流比：4.588 最小理论板数：14.47 实际板数：26.18 进料板：10.47 逐板计算：27 块塔板，11 板进料，塔顶采出：31.67kmol/hr，回流比：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。
化工过程分析与综合习题答案
T
T
H
纯组分 4-4 什么是过程系统的夹点？ 过程系统中传热温差最小的地方或热通量为 0 的地方。 4-5 如何准确的确定过程的夹点位置？ 混合物
H
有两种方法： 1.采用单一的△Tmin 确定夹点位置。 (1)收集过程系统中冷热物流数据。 并得到 QH,min 及 QC,min。 (2)选择一△Tmin 用问题表格法确定夹点位置， (3)修正△Tmin，直至 QH,min 及 QC,min 与现有的冷、热公用工程负荷相 符，则得到该过程系统夹点的位置。 2．采用现场过程中各物流间匹配换热的实际传热温差进行计算。 (1)按现场数据推算各冷、热物流对传热温差的贡献值。 (2)确定各物流的虚拟温度。 因为在计算中采 (3)按问题表格法进行夹点计算， 注意△Tmin 为 0， 用虚拟温度，已经考虑了各物流间的传热温差值。 4-6 如何合理的设计过程的夹点位置？ 设计合理的夹点位置， 可以改进各物流间匹配换热的传热温差以及优 化物流工艺参数，得到合理的过程系统中热流量沿温度的分布，从而 减小公用工程负荷，达到节能的目的。确定各物流适宜的传热温差贡 献值，从而改善夹点。 具有一个热阱（或热源）和多个热源（或热阱） ，满足： i— 第 i 台换热器。 多个热源与多个热阱匹配换热：
3-1
8 6 5 1 3 4 7 2 16 15 17
13 11 12
14
10
9
3-2 2 4 5 12
1 11 6 7
3
8
9
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， （3）1， （2，
过程与控制部分课后题答案
（2）什么是过程控制系统？试用方框图表示其一般组戒。
答：过程控制系统：一般定指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力.流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
过程控制系统的一般性框图如图1-1所示^（3）单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？答：各个单元模块之问用统一的标准信号进行脫络。
1）模拟仪表的信号：气动0.02 '0. IMPa；电动III型：4~20mADC或1 ~5V DC。
（4）试将图卜2加热炉控制系统流程图用方框图表示。
答：加热炉控制系统流程图的方框图如图1-3所示：图1-2加热炉过程控制系统流程（5）过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？答:I）单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、棘差.调节时问、振荡频率.上升时问和峰值时问等。
2）各自定义为：衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比m超调量。
：第一个波峰值儿与最终穩态值y（°°）之比的百分数： a = ^^xl00%y（oo）最大动态偏差A：在设定值阶跃响应中，系统过渡过程的第一个峰值超出稳态值的幅度：静差，也称残余偏差C：过渡过程结束后，被控参数所达到的新穩态值y （8）与设定值之问的偏差C称为残余偏差，简称残差:调节时问・：系统从受干扰开始到被控量进入新的稳态值的±5%（±2%）围所需要的时问；振荡频率过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之问的时问问隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；上升时问°:系统从干扰开始到被控量达到最大值时所需时问；峰值时问一:过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时问。
（9）两个流量控制系统如图卜4所示。
试分别说明它们是属于什么系统？并画出各自的系统框图。
图1-4两个流量控制回路示意图答：系统1是前馈控制系统，系统2是反馈控制系统。
系统框图如图卜5如下：热油出口火嘴I—©卜-T燃汕©--©-I图1・3•加热炉过程控制系统涼程方框图•,2）数字式仪表的信号：无统一标准。
综合练习题及答案计算机信息系统工程剖析
《计算机信息系统工程》综合练习题一、简答题1 什么是系统结构？系统内部各要素之间相对稳定的联系方式，组织次序刚好空关系的内在表现形式，就是系统的结构。
2 什么是系统功能？系统功能是指系统和外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质，实力和功效。
3 什么是系统的目的性？系统的目的性是系统发展变更时表现出来的特点。
4 什么是系统的稳定性？系统的稳定性是指在外界作用下的开放系统有确定的自我稳定实力，保持和复原原来的有序状态，原有的结构和功能。
5 什么是系统的相像性？系统的相像性是指系统具有同构和同态的性质，体现在系统结构，存在方式和演化过程具有共同性。
6 什么是管理？有哪些代表性的定义？管理是通过支配，组织，限制，激励和领导等环节来协调资源，以期更好地达到组织目标的过程。
有以下代表性的定义：管理也是社会主义教化，管理就是决策，管理就是领导等。
7 管理系统有哪些基本职能？管理的基本职能：支配职能，组织职能，领导职能，限制职能，激励职能等。
8 管理系统有什么特点？管理系统的特点是：管理系统是把人也作为结构成分的组织系统；企业系统是一个有输入，输出的开放式系统；管理系统是个反馈系统；企业管理系统都是多目标的系统。
9 什么是信息？信息有哪些主要特性？信息系统就是输入数据，通过加工处理，产生信息的系统。
10 什么是信息系统？信息系统就是输入数据，通过加工处理，产生信息的系统11 面对对象程序设计有什么特点？面对对象设计的特点是：封装性，继承性和多态性。
12 系统规划有什么特点？应遵循哪些原则？系统规划的特点是：系统规划是面对全局，面对长远的关键问题，系统规划是高层次的系统分析，系统规划不宜过细，系统规划是企业规划的一部分。
应遵循如下原则：支持企业的总目标；整体上着眼于高层管理，兼顾各管理层的要求；摆脱信息系统对组织机构的依靠性。
13 信息系统可行性的含义是什么？信息系统可行性分析包括哪些内容？“可行性”是指在当前状况下，企业研制这个信息系统是否有必要，是否具备必要的条件。
过程控制系统习题解答
《过程控制系统》习题解答1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。
答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点：1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点：1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统2、计算机系统开始运用于过程控制3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制）4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点：1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用4、集散控制系统的广泛应用第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点：1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。
1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点为什么说过程控制的控制过程多属慢过程过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。
一、连续生产过程的自动控制连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。
若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。
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0
S9 S10 S4 S5 S12 S6 S11 S2 S8 S3
S7
0 是否满足（S9 S9） 3
0 是否满足（S3 S3） 2
T7. 解：
方程：7个
变量：5+5+3=13个 自由度：13-7=6 规定w5，剩余自由度为5
w5
f1
f2
f3
f4
f5
f6
f7
w1
w2 w3
w4
x1 x2
夹点
H1 H2 C1 C2 H 350 H 300 2100 2 1
750
冷端设计：
物流 标号 热容 流率 kW/ oC CP H1 30 初始 温度
oC
目标 温度
oC
热负荷 kW Q 1200
Ts 100
Tt 60
H2
C1
15
20
100
20
30
80
1050
1200
夹点以下，流股数符合规则1(热流股数2，大于冷流股数1)
-300
50 150 750 -1000 100 -150
0
300 250 100 -650 350 250
300
250 100 -650 350 250 400
650
950 800 750 0 1000 900
950
800 750 0 1000 900 1050
得到如下信息：
在T min=20oC的情况下，夹点温度在373K（热流体夹点温
S9 S10 1 1 0 0 0 0 1 1
R 4 4 2
1 2
除去不独立的列
A B C
S3 1 1 0
S5 0 0 1
R 1 1 1
断裂S3时，回路A、B打开
再断裂S5 ，回路C打开 计算顺序：
0 是否满足（S3 S3） 1
S6
S30 S50 S9 S4
S7 S10 S5
S8 S2
S3
S9 0 0 0 1 1 2
R 2 3 2 3 2
f
0 0 2 2
断裂S3时，回路B, C打开 再断裂S8 ，回路A, D打开
再断裂S9 ，回路E打开
或
断裂S2时，回路A, B打开 再断裂S7 ，回路C, D打开
再断裂S9 ，回路E打开
计算顺序:
0 是否满足（S8 S8） 1
S8 S30 S90
器网络。
物流 标号
热容 流率 CP
初始 温度 Ts 443 423 293 353
目标 温度
热负荷
kW/ K K
H1 H2 C1 C2 30 15 20 40
K
Tt 333 303 408 413
kW
Q 3300 1800 2300 2400
问题表格（1）
子网络序号 冷物流及其温度 k C1 C2
x3
x4 x5
p
t
s
f1
f3
f5
f6
w1
w2 w3
w4
x2 x2
x3
x4 x5 t
t
w3 求解顺序： f3 f5 f7
w2 w4
x4 x5
f1 f6 s
w1
x3
f2 f4
x1 p
P175 5 根据下列流股数据在T-H图上作出冷、热组合曲线，在 图上确定QCmin，QRmax，QHmin。指定T min=20oC，试综合该换热
0 是否满足（S5 S5） 2
(b) 解： ① 不相关子系统的分隔
单元串搜索法或可及矩阵法确定计算顺序 （1，2，3，4，5，6，7）
② Lee-Rudd 断裂法
回路矩阵
A B C
D E
S2 1 1 0 0
S3 0 1 1 0
S4 S5 0 0 1 0 0 1 0 1 1 2 0 2
S6 0 0 1 1 0 2
度100 º C）和353K（冷流体夹点温度80 º C ）之间，故 夹点温度 最小公用工程加热量 最小公用工程冷却量 T = 363K（90 º C） Q H min = 650 kw Q C min = 1050 kw
说明：作图法应得到相同的结果。
热端设计：
物流 标号 热容 流率 kW/ oC CP 初始 温度
解：
（1）根据规则1，2，采用常规精馏，加压下冷冻
（2）规则3，4未用
（3）由规则5 组分D/E相对挥发度最小，放在最后分离 （4）按规则6 组分E含量大，应先分离出去，但规则5优于规则6 故组分E不宜先分离出去。 （5）根据规则7 ABC/DE=0.45/0.55 ，且C/D的分离易度系数大，
故应从ABC/DE分离
oC
目标 温度
oC
热负荷 kW Q
Ts
Tt
H1
H2 C1 C2
30
15 20 40
170
150 80 80
100
100 135 140
2100
750 1100 2400
夹点以上，流股数符合规则1(热流股数2，等于冷流股数2)
及规则2(热流股热容流率15、30, 冷流股热容流率 20、40)
按经验规则,应使热流股1与冷流股2匹配，得下图。
1 2 0 2 0 2
S7 S8 0 1 0 0 1 0 1 1
0 2 0 2
S9 S10 S11 R 0 0 1 3 0 1 1 5 0 0 0 4 1 0 0 5
1 2 1 2 0 2 3
f
0 0 2 2
A B C
D E
S2 1 1 0 0
S3 S4 S 7 S8 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 2 0 2 0 2
SN1 SN2 SN3
443 413 433 408 428 423
热物流及其温度 H1 H2
403
SN4
SN5 SN6 SN7
353 373
313 293 333 313 303
问题表格（2）
子网络
序号
赤字Dk
kW
热量
kW
热量
kW
无外界输入热量 Ik Qk
外界输入最小热量 Ik Qk
SN1
SN2 SN3 SN4 SN5 SN6 SN7
（6）现考虑ABC的分离方案 参数 f
△=（ α－1 ） ×100
A/BC 0.05/0.40 100 12.5
AB/C 0.20/0.25 33 26.4
CES=f △
所以ABC 3组分的分离优先采用AB/C方案，因其CES值大。
综合上述分析，得到分离序列如下：
A A A B C D E C D E B A B
B
C D
E
及规则2(热流股热容流率30, 冷流股热容流率 20)
按经验规则,应使热流股1与冷流股1匹配，得下图。
夹点 3 C H 1050 C1 1200 H1 H2
整体设计方案：
H1 H2 C1 C2
H1
夹点 1 2 3 C H 1050
350
H2
750
1200 2100
300
实际方案中2个加热器，1个冷却器，3个换热器，共6个设备
S7 S8 0 1 0 0 1 0 1 1 0 2 0 2
S9 S10 S11 R 0 0 1 3 0 1 1 5 0 0 0 4 1 0 0 5 1 2 1 2 0 2 3
f
0 0 2 2
除去不独立的列
A B C
D E
S2 1 1 0 0
S3 S4 S5 S6 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1
P55 5 (a) 解： ① 不相关子系统的分隔
单元串搜索法或可及矩阵法确定计算顺序
回路矩阵
A B C f
S2 1 0 0
S3 1 1 0
S4 0 0 1 1
S5 S6 0 0 0 1 1 0 1 1
S7 0 1 0 1
S8 0 1 0 1
【习题P200 5】试采用有序直观推断进行分离序列综合，5组分 轻烃混合物基本数据如下：
代号
A B C D E
组分
丙烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 正戊烷
摩尔 分数 0.05 0.15 0.25 0.20 0.35
相邻组分 相对挥发 度
分离易度系数 CES 5.26 8.25 114.5 13.46
2.0 1.33 2.40 1.25