化工分析与合成大作业
合
成
氨
反
应
流
程
的
模
拟
与
优
化
小组成员：化工1012，王敬尧，马骞
化工1010，崔淑敏，张冉
小组成员分工：张冉，崔淑敏负责查资料
马骞负责建模以及论文的撰写
王敬尧负责建模和编程
摘要
氨是一种重要的化工原料，它在农业、工业、国防、医药、冶金等方面有着重要用途，同时对我国国民经济的发展也有重要的作用。合成氨工业是基础化学工业之一，其产量居各种化工产品的首位。氨合成塔是合成氨厂生产过程中的关键设备，其性能尽管
主要取决于合成塔内件的结构，但其操作性能的好坏直接影响原料气和动力消耗的高低及设备性能的发挥。本文采用一维拟均相数学模型，即认为反应气体以活塞流通过催化床层，不存在径向流速分布和轴向流体的返混，将催化剂的中毒、衰老、还原等因素合并成校正系数，并且对反应器内催化剂床层建立了简化模型，并在此基础上对该塔的操作工况进行优化。
要阐明一维拟均相模型原理建模过程及求解模型所需的各种基础数据的求取方法，同时运用Matlab语言对一维拟均相模型进行模拟计算，确立最有回流气中的氢氮比。
关键词：数学模型氨合成塔模拟操作优化
1.绪论
我国合成氨工业的发展
中国合成氨生产是在20世纪30年代开始的[1]，经过几十年的努力，我国已拥有多种原料、不同流程的大、中、小型合成氨厂1000多个1999年总产量为34．52Mt氨，居世界第一。我国的合成氨工业的发展可以分为如下几个阶段：恢复和新建中型氨厂、小型氨厂的发展、大型氨厂的崛起。至今32套引进装置中，原料为天然气、油田气的17套，石脑油5套、榨油7套，煤2套和尤里卡沥青1套，加上上海吴泾，成都的两套国产化装置，合成氨总能力为10．22Mt[2]。目前我国正大力推广先进合成氨技术和装置的国产化，积极开展热能回收利用，降低合成氨能耗，优化合成氨原料结构，合理布局，调整经济规模。我国百万合成氨工业科技工作者及生产大军，应对占世界人口近1／4的中国，应用科学技术更好地发挥土地、资源、环境条件的作用，为人类丰衣足食、绿化环境的美好生活，在合成氨工业生产科学创造出辉煌业绩，以载入人类史册。
国际合成氨工业的发展[3,4,5,6,7]
自本世纪20年代第一座合成氨装置投产以来，到60年代中期，合成氨工业在欧洲、美国、日本等地区已发展到相当高的技术水平。美国Kellogg公司首先开发出以天然气为原料、日产干吨的大型合成氨装置，在美国投产后，使吨氨能耗达到42．0GJ的先进水平。与此同时，美国Braun公司、丹麦Topsoe公司、英国ICI公司、日本royo公司等世界各大制氨公司，也都积极从事制氨技术的开发工作，形成了与Kellogg公司工艺各具特色的工艺路线，如丹麦Topsoe公司和英国ICI公司在以轻油为原料的制氨技术方面，处于世界领先地位，这是合成氨工业发展史上第一次技术变革和飞跃。70年代中期，由于世界石油危机，能源价格不断上涨，严重冲击着世界石油危机，能源价格不断上涨，严重冲击着会成氨工业，造成成本上升、经济效益下降，在这种严峻的形势下，世界上各合成氨大公司都以节能为目标，竞相开发出各具特色的节能型新工艺流程，合成氨工业在80年代又经历了第二次突破性的技术变革。如美国Kellogg公司、Braun公司、KTI公司、丹麦ToPsoe公司、英国ICI公司、德国Uhde公司、意大利Montedson公司等都积极开发新流程及与新流程相适应的高效催化剂和新设备，借以提高制氨技术在世界上的竞争能力。同时，还积极采用新技术改造老装置，扩大原料来源，发展重油气化、煤气化技术，形成了合成氨生产技术的新特点。在80年代，合成氨装置的总能耗：以天然气为原料、采用
蒸汽转化新工艺的吨氨能耗最低达到28GJ左右；以重油为原料、采用部分氧化新技术的吨氨能耗最低达到38GJ左右；以煤为原料采用部分氧化工艺的吨氨能耗最低达到48GJ左右。近几年，合成氨装置专利商在继续开发节能型新技术、新设备、新催化剂的同时，又在装置操作灵活性、生产可靠性、节省投资上取得了新进展，在用新技术改造旧装置扩大生产能力、提高装置运转效率、降低能耗方面也在不断努力开拓。
迄今为止，Kellogg建的大型氨厂共有150多个，占世界生产能力的30％以上。最近几年，Kellogg又开发出以先进合成氨工艺（Kellogg Advanced Ammonia Process，简称KAAP)和转化换热系统(Kellogg Reform—ing Exchanger System，简称KRES)为代表的第二代合成氨工艺，被评价为合成氨工艺的重大突破。Kellogg于60年代初期在密西西比河建成新的合成氨厂，对原技术进行了改进，提高了产品质量，吨氨能耗降低到29．19GJ。但由于催化剂要求对设计的限制，开发低温低压下高活性的催化剂就成为一个十分重要的问题，Kellogg便从这里着手改进工艺。英国石油公司(BP)于1977年向Kellogg提供了一种新型氨催化剂体系，两公司在1979年进行初次接触，主要讨论了催化剂对合成氨生产的影响，签订一项联合开发新型不含铁的钌基催化剂合同，由BP公司负责新催化剂开发。Kellogg公司负责与萁霞褰的低能耗翕成氨工艺开发。
世界合成氨工业能耗综述
合成氨生产能耗大体上可队分为两大部分，即原料能耗和燃料能耗。加热用燃料、蒸汽、循环冷却水及机泵所耗动力等属于燃料能耗范畴。1997年全国大型合成氨平均综合能耗为32．32GJ/t，1998年平均为39．45GJ/t，略有上升，主要是新装置运行不够稳定，消耗偏高，而16个老厂的合成氨综合能耗均保持下降趋势，1997年平均为38．73GJ/t，同比下降0．59GJ/t，1998年降到38．53GJ/t。1995年Garl Fonk等人在美国开展了一项全国性合成氨厂的调查，接受调查的氨厂半数建于1980年以前，结果表明几乎所有的氨厂自1990年以来都进行过重大改造。七十年代我国倔起的大型合成氨工业，至今方兴未艾。己经投产的工厂不但在掌握技术方面各有所长，而且都毫不例外地实施过技术改进。在中国大型合成氨工业中，特别是早期投产的企业中，没有任何一家工厂保持着初期建设的原貌。
合成氨生产的典型流程[8]
图以焦炭(无烟煤)为原料的制氨流程图以天然气为原料的制氨流程
图以重油为原料的制氨流程
上图是以焦炭(无烟煤)为原料的流程，20世纪50年代以前，世界上大多数合成氨厂采用哈伯一博施法流程(示意流程图如图1．1所示)，以焦炭为原料的吨氨能耗为88GJ，比理论能耗高4倍多。
中国在哈伯一博施流程基础上于20世纪50年代束、60年代初开发了碳化工艺和三催化剂净化流程。
①碳化工艺流程将加压水洗改用氨水脱除C02，碳化同时得到的碳酸氢铵，经结晶、分离后作为产品。所以，流程的特点是气体净化与氨加工结合起来。
②催化剂净化流程采用脱硫、低温变换及甲烷化三种催化剂来净化气体，以代替传统的铜氨液洗涤工艺。
上图是以天然气原料的流程，此流程适用于天然气或油田气、炼厂气等气体燃料，稍加改进也适用于石脑油为原料。流程中使用了七、八种催化剂，这些不同类型催化剂
的应用，又要求有高度化度的气体净化技术配合。
上图是以重油为原料的流程，此流程采用部分氧化法造气。因回收高热量方式不同，又分为：a德土古冷激流程，采用先耐硫变换后甩甲醇洗同时脱硫、脱碳；b谢尔废热锅炉流程，采用先脱硫，常规变换之后再脱CO2。
影响合成塔性能的因素[9,10,11]
合成氨反应必须在有催化剂的条件下才能进行，合成塔性能就体现在催化剂的性能是否充分发挥出来。影响合成塔性能有以下因素：
(1)温度
温度对反应速度和平衡都有影响．温度增加时反应速度加快，但平衡氨浓度下降。如果可能，应尽量降低温度，以有利于平衡。催化剂只有在一定温度范围内才显示出活性，合成氨铁触媒活性最佳温度在400～500℃范围(低活性或旧触媒最低起燃温度370℃)，所以在催化剂活性范围内控制温度，对于放热反应既要考虑反应平衡，又要考虑反应速度。反应初期，主要是考虑如何提高反应速度，故可将温度控制稍高一些。但在反应后期，则主要考虑如何提高反应平衡氨浓度，此时应将温度控制稍低一些。合成氨反应是放热反应，如果反应热不及时取走，则催化剂床层温度将随反应的进行而不断上升，当高于570℃时，催化剂将很快丧失其活性。
(2)压力
压力对平衡和反应速度都有影响。压力增加时，平衡氨浓度积反应速度都增加，这二者都有利于转化率的提高。且压力越高，对产品氨的分离也有利。当放空量恒定时，促使压力上升的因素是新鲜气量增加、循环气量减少等。
(3)空速
反应器的进料气量是新鲜气与循环气之和，其变化将影响接触时间和转化率，因此也就影响氨产量。一般来说，提高空速，通过催化剂床层的气体量增加了，可以提高氨产量。未反应的氢氮气，经过循环又回到合成塔，最终将全部反应合成氨(弛放气带出的除外)。如果进塔气量减少，则接触时间增长，而转化率相应提高，出口氨浓度也随之增加。
(4)氢氮比
根据合成氨催化剂的动力学实验，进塔气的氢氮比在于:1至3:1的范围最有利于转化，其合成氨反应的速度最快，改变氢氮比的主要手段是新鲜气的成份。
(5)进口氨含量
进口氨含量进口的选定，涉及到冷冻功耗和循环功，也涉及到氨合成塔和氨分离装置投资的权衡。氨冷级数与氨合成压力有关。在10一15MPa时，合成氨可用二级或三级氨冷，进塔氨含量为2％左右。
(6)惰气
进入合成塔惰气一般指甲烷及氩气。它们对催化剂不是毒物，也不参与反应，但它的存在降低了氢和氮气的分压，对反应速度和平衡均不利，而且浪费循环功。为了保持惰性气体含量不致太高，需要把回路气体放出一部分，称为弛放气。通常，新鲜气中含有的惰性气体为1～％，与循环气混合后，保持入塔惰气含量在13～15％，弛放气量约为新鲜气量的10％左右。
2 合成氨工艺的简化模拟过程
简化工艺流程图
我们只对合成氨的油分离器，合成塔，以及冷凝器进行了模拟，股流程图只画出了这几个设备。
单元模块的建立
本文将氨合成回路切断成链，并编制单元计算模块进行计算。
图模拟计算过程流程图
气体混合计算[12]
上列各式中, N、y、x 分别表示流量、气相和液相组成；小角第一个数字表示物流序号，第二个数字表示组分；i=1,2,3,4,5，分别表示组分H2、N2、NH3、CH4、Ar。
氨合成器计算
一维拟均相数学模型的假设
为了使数学模型不致太复杂，但又不失其真实性，在建立模型时作了部分简化或假设：
(1)忽略了直径方向上的温度梯度和浓度梯度。
(2)催化剂层内流型属理想置换，不计纵向扩散及传热，同截面上流速均匀。
(3)外扩散影响忽略不计，因而气相温度与浓度和催化剂外表面温度、浓度相同。
(4)化学动力学符合捷母金方程，并取a=0．5。 (5)内扩散影响不作详细计算，内表面利用率连同上述所有简化假定引起的一系列与实际的偏差，暂时用一修正系数“Cor ”来表示，以加以弥补，因此Cor 的大小在某种意义上可看作是催化剂宏观活性相对值的表征，即称之为催化剂的活性系数。本文中的Cor 取自文献中的数值，取Cor=.
对合成氨反应做物料衡算[13]，则有，
3
3
331)
1(02
NH T T NH NH T NH y N N dy y N dN +=
+= （）
在铁系催化剂上氨合成反应动力学方程可用焦姆金方程表示，方程经转换后，可得：
A
NH T NH F y k d dy 20
)1(33+=τ （）
式中：
5.15
.102
3
3
2
2
exp
H NH NH N H f A a
t f f f f f K F RT E k k -
=
-=
可设轴向固定床反应器的外径为C D ，内径为i D ，高度为H ，且流体分布均匀，流动中没有沟流和短路。在催化床从外半径l 到l+dl 之间取一个dl 圆柱状的微元，相应微元体积为R dV 。在此微元体积中，用单位催化剂体积表示的本征动力学方程式如下式，并将
00)4.22(dT N dV T R =和式式代入其中可得：
3333)4.22(1
)1(02
0τd N y dy N d d R T NH NH T V NH NH R
?
+=
=
（）
对此微元作关键组分3NH 的物料衡算，可得：
33
NH NH R Cor s dl
dN ??= （）
将式（）（）代入（）可得：
A NH T T NH F y k N Cor
s dl
dy 200
)1(4.2233
+?=
（）
式中，RT
E k k a
t -=exp
0 本文采用文献[14]所给的动力学参数。A110型催化剂在10-15Mpa 下的动力学参数为： [15]
将入塔气体组成化为氨分解基气体组成：
氡含量为3NH y 时瞬时气体组成：
高压下由于真实气体的性质，平衡常数可表示为：
氢、氮、氨的逸度系数Φ，可按贝蒂-布里奇曼状态方程[16]计算： 式中，P —压力，MPa ； R —；
T —温度，K 。
表2-1 各组分系数的值
组分i Aoi Boi Ci H2 *10^4 N2 *10^4 NH3 *10^4 CH4
Ar
根据文献的数值，整理得到该模拟流程下的Kp 与温度压力下的经验关联式：
3. 模拟计算
计算流程
本文将合成氨反应器简化为只有一层催化剂床层的反应器,床层高度定为米，操作压力为15MPa ，入塔器组成为3NH y =，2H y =，2N y =，4CH y =，Ar y =.当合成塔填A110催化剂时，对气体组成随床层高度的变化进行模拟计算，其计算框图如下：
注：将分离器看作理想分离器处理，即氨气全部冷凝，回流和放空的气体中不含氨气。对循环气按文献比例[17]=进行放空，则放空气N6=N4*。
计算结果
表3-1 反应器进出口物流信息
组分反应器入口反应器出口放空前气体回流气体
NH3 0 0
H2
N2
CH4
Ar
流量kmol/s
通过上面的表格，我们可以看出放空对于反应器NH3的出口浓度至关重要，我们采用强制手段使回流气体中H2与N2浓度之比为文献中提供的数值时，反应器的出口浓度较之前更加合理。我们猜想，当回流气中的氢氮比为时，反应器出口氨气的浓度最大。但是通过编程计算，效果并不是很理想，可能是我们的算法有问题，但是我们的水平实在有限，编不出更好的算法了。
放空气体对于氨合成工艺来说是很关键的一部。我们小组的成员通过查阅文献后认为，可以先对冷凝器出口的气体进行氢提纯，比如说用膜提氢法，使得氢氮比接近某个最佳数值，然后再与原料气混合送入反应器，所得到的出口浓度与产量最高。
因为我们所做的模型比较简化，所以对实际情况的模拟不是百分百准确的，但是我们认为我们的猜想有一定的实际价值。
4.写在最后
以上便是我们小组的大作业成果展示，虽然做的不是很精美，但是这真是我们几个花了不少心血做出来的成果。王敬尧同学为了解方程，自学了matlab，但是我们用到的方程对于一个初学者来说还是很有挑战的，我都记不清他有多少个晚上熬夜到一两点了，为了调试一段程序也不知道来来回回运行了多少次，他说，不管结果怎么样，这个大作业我没有白做。是的，我们几个都没有白做，我之前一看文献就犯晕，这次大作业我分到了建模的任务，对着电脑一看文献就是一天，也常常是累的眼发花，但是当我把模型简化到不能在简化，拿给敬尧同学编程的时候还是颇有成就感的。从查资料，建模，再到编程，我们几个一气呵成，着实让我们几个体会到了什么是Team Work.总之，这次大作业让我们四个不仅实践了课本上的知识，还让我们学到了与这门课相关的各种知识。
王敬尧有话说：作为本组唯一的男生，担当起了编程任务。但是自己之前没有学习使用过matlab，而且c语言也是一年半前学的，几乎全都还给老师了。为了顺利完成大作业，首先是每天4个小时，用了一周的时间将《Matlab与化工计算》自学一遍。所以，这次大作业第一大收获是自己熟练掌握了matlab在数值计算方面的应用。在做完了那本书上所有例题后，顿时感觉信心满满，于是拿着数学模型开始编程，几个小时之后，100多行的程序就编完了。却发现最困难的不在于编程，而在于调试，最困难的不在调试，而在于对数学模型的物理诠释，而这其中参数的设定，尤其是初值的选择往往是决定性的。只是编好程序，却忽视其中各个变量的物理意义，往往会产生一些贻笑大方的结果。这也是我的第二大收获。比如在调试解决完所有bug之后，本以为大功告成，却发现反应器输出的浓度居然出现了负数，经过小组讨论，反复调试，终于发现是由于反应温度设定的
太低了，没有对方程各个物理量的理解，是无法解决这一问题的。后来又发现用序贯模块法进行迭代时收敛很慢，回流量巨大，与文献参考值相距甚远。经过分析论证，我发现是流程设计出现问题，没有设定放空环节。然后又重新修改了流程，再迭代时终于得到了和文献值相近的结果。虽然之前我只管编程，不参与建模，但经过调试程序后，我也对模型提出了很多必要的改动，也阅读了许多文献，了解了整个流程。这也是第三大收获，编程的同时也必须对模型有很好的理解。参考文献
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15.蒋柏泉.氨合成回路物料平衡的快速计算[J].化肥设计，2001,39:14-16.
. Bridgeman 梅安华.小型合成氨厂工艺技术与设计手册.化学工业出版社.1995:311.
附录
%%%%%氨合成主工艺流程流程计算%%%%%%%%%
clc
%混合点物料衡算
function [y2 N2]=f1(y1,y4,N1,N4)
N2=N1+N4;
y2(1)=(N4*y4(1)+N1*y1(1))/N2;
y2(2)=(N4*y4(2)+N1*y1(2))/N2;
y2(3)=(N4*y4(3)+N1*y1(3))/N2;
y2(4)=(N4*y4(4)+N1*y1(4))/N2;
y2(5)=(N4*y4(5)+N1*y1(5))/N2;
disp('y2');
disp(y2)
%反应器衡算
function [y3 N3]=f2(y2,N2)
%y=; %定义氨的瞬时含量
y=y2(1);
disp('y');
disp(y);
R=;
s=;
cor=;
n0=N2;
alpha=*10^(-5);
c=;
p=15;
d2=(y2(2)+*y2(1))/(1+y2(1)); %将塔入口气转化成氨分解
基气体
d3=(y2(3)+*y2(1))/(1+y2(1)); %1:NH3 2:H2 3:N2 4:CH4 5:Ar
d4=y2(4)/(1+y2(1));
d5=y2(5)/(1+y2(5));
%disp('d');
%disp(d2);
%disp(d3);
%disp(d4);
%disp(d5);
yb=d2*(1+y)*y; %H2,各组分的瞬时含量
yc=d3*(1+y)*y; %N2
yd=d4*(1+y); %CH4
yAr=d5*(1+y); %Ar
T=604; %
kp=10^*log10(384)+alpha+*10^-7*384^2+c);
kt=*10^13*exp(-171420/*T));
Ao1=;Bo1=;C1=*10^4;
Ao2=;Bo2=;C2=*10^4;
Ao3=;Bo3=;C3=*10^4;
%y4=;y5=;
sum=y*Ao1^+yb*Ao2^+yc*Ao3^;
phi1=exp((((Bo1-Ao1/R/T-C1/T^3)+(Ao1^^2/R/T)*p)/R/T); %计算气体的逸度因子
phi2=exp((((Bo2-Ao2/R/T-C1/T^3)+(Ao2^^2/R/T)*p)/R/T);
phi3=exp((((Bo3-Ao3/R/T-C1/T^3)+(Ao3^^2/R/T)*p)/R/T);
F1=p*y*phi1; %计算气体的逸度
F2=p*yb*phi2;
F3=p*yc*phi3;
Kq=F1/(F3^*F2^;
Kf=kp*Kq;
FA=Kf^2*F3*F2^F1-F1/F2^;
disp('FA');
disp(FA);
%%%%%%四阶龙格库塔法解常微分方程求解反应生成的氨气的含量%%%%%%
l=;
[l,y]=ode45(@Equation,[0,],,[],s,cor,n0,kt,p,phi1,kp,phi2,phi3,d2,d3); y3(1)=y(41);
y3(2)=d2*(1+y(41))*y(41); %H2,出口各组分的瞬时含量
y3(3)=d3*(1+y(41))*y(41); %N2
y3(4)=d4*(1+y(41)); %CH4
y3(5)=d5*(1+y(41)); %Ar
N3=n0/(1+y(41));
disp('反应器出口组成为');
disp(y3(1));
disp(y3(2));
disp(y3(3));
disp(y3(4));
disp(y3(5));
disp(N3);
function dydl=Equation(l,y,s,cor,n0,kt,p,phi1,kp,phi2,phi3,d2,d3)
dydl=s*cor*(l+y)^2*kt*((kp*(p*y*phi1)/((p*(d2*(1+y)*y)*phi2)^*
(p*(d3*(1+y)*y)*phi3)^)^2*(p*(d3*(1+y)*y)*phi3)*(p*(d2*(1+y)*y)*phi2)^ (p*y*phi1)-(p*y*phi1)/(p*(d2*(1+y)*y)*phi2)^/*n0);
%分离器衡算（牛顿迭代法解分离器出口组成，结果发散，程序或算法失败，原因不明）
function [y4 N4 y5 N5]=f3(y3,N2,N3);
syms A;
syms y31 y32 y33 y34 y35;
syms k1 k2 k3 k4 k5;
A0=;
fun=0;
K=[,,,,];
%A=solve('y3(1)*(1-K(1))/(A+K(1))+y3(2)*(1-K(2))/(A+K(2))+y3(3)*(1-K(3 ))/(A+K(3))+y3(4)*
(1-K(4))/(A+K(4))+y3(5)*(1-K(5))/(A+K(5))=0','A');
fun=forigin(A,y31,y32,y33,y34,y35,k1,k2,k3,k4,k5);
fun1=diff(fun,A);
%fu1=@fun;
%fu2=@fun1;
%sdisp(fun1);
%A1=3;err=1e-6;e=1;
A1=3;err=1e-6;e=1;
k=0;
while(e>err& k<50)
k=k+1;
fun=0;
fx=forigin(A0,y3(1),y3(1),y3(1),y3(1),y3(1),K(1),K(2),K(3),K(4),K(5));
df=fnext(A0,y3(1),y3(1),y3(1),y3(1),y3(1),K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)); A1=A0-(fx/df);
e=abs(A1-A0);
%disp(A0);
A0=A1;
end
%A=;
A=A0;
disp('hi');
disp(A);
disp('hover');
N4=N3/(1+A);
N5=N3-N4;
for(i=1:size(y3,2))
y4(i)=N3*(y3(i)*K(i)/(A+K(i)))/N4; y5(i)=N3*(y3(i)/(A+K(i)))/N4;
end
%disp('help:');
%disp(y4(1));
% disp(y4(2));
% disp(y4(3));
% disp(y4(4));
% disp(y4(5));
%disp('over');
N4=N3/(1+A);
N5=N3-N4;
y4(1)=N3*(y3(1)*K(1)/(A+K(1)))/N4;
%disp('y41');
%disp(y4(1));
y4(2)=N3*(y3(2)*K(1)/(A+K(2)))/N4;
y4(3)=N3*(y3(3)*K(1)/(A+K(3)))/N4;
y4(4)=N3*(y3(4)*K(1)/(A+K(3)))/N4;
y4(5)=N3*(y3(5)*K(1)/(A+K(3)))/N4;
y5(1)=N3*(y3(1)/(A+K(1)))/N4;
y5(2)=N3*(y3(2)/(A+K(2)))/N4;
y5(3)=N3*(y3(3)/(A+K(3)))/N4;
y5(4)=N3*(y3(4)/(A+K(3)))/N4;
y5(5)=N3*(y3(5)/(A+K(3)))/N4;
function fun=forigin(A,y31,y32,y33,y34,y35,k1,k2,k3,k4,k5);
fun=y31*(1-k1)/(A+k1)+y32*(1-k2)/(A+k2)+y33*(1-k3)/(A+k3)+y34
*(1-k4)/(A+k4)+y35*(1-k5)/(A+k5);
function fun1=fnext(A,y31,y32,y33,y34,y35,k1,k2,k3,k4,k5)
fun1=-y31*(1-k1)/(A+k1)^2-y32*(1-k2)/(A+k2)^2-y33*(1-k3)/(A+k3)^2-y34 *(1-k4)/(A+k4)^2-y35*(1-k5)/(A+k5)^2;
%分离器衡算（假设使用理想分离器计算）
function [y4 N4 y5 N5]=f3(y3,N2,N3);
%syms y31 y32 y33 y34 y35;
y5=[1,0,0,0,0];
N5=N3*y3(1);
N4=N3-N5;
y4(1)=0;
y4(2)=N3*y3(2)/N4;
y4(3)=N3*y3(3)/N4;
y4(4)=N3*y3(4)/N4;
y4(5)=N3*y3(5)/N4;
disp('N4')
disp(N4)
disp('y4')
disp(y4)
%%%%放空%%%%%
function [y9 N9 y10 N10 y6 N6 y7 N7 y8 N8]=f4(y4,N4) N10=N4*;
y10=y4;
%N7=N10*y10(2);
%N6=N10-N7;
N7=;
y7=[0,1,0,0,0];
N6=N10-N7;
y6(1)=0;
y6(2)=0;
y6(3)=N10*y10(3)/N6;
y6(4)=N10*y10(4)/N6;
y6(5)=N10*y10(5)/N6;
《传递过程原理》课程第三次作业参考答案 1. 不可压缩流体绕一圆柱体作二维流动，其流场可用下式表示 θθθsin ; cos 22??? ? ??+=??? ? ??-=D r C u D r C u r 其中C ，D 为常数，说明此时是否满足连续方程。 解：由题意，柱坐标下的连续性方程一般表达式为： ()()11()0r z u ru u t r r r z θρρρρθ???? +++=???? 不可压缩流体：0t ρ ?=?且上式后三项可去除密度ρ 二维流动： ()0z u z ρ? =? 则连续性方程简化为： ()110r u ru r r r θ θ ??+=?? 22()111(cos )cos r ru C C r D D r r r r r r r θθ?????? =-=-- ? ??????? 22111(sin )cos u C C D D r r r r r θθθθθ?????? =+=+ ? ??????? 故：22()()1111cos cos 0r u ru C C D D r r r r r r r θθθθ??????+=--++= ? ??????? 由题意，显然此流动满足连续方程。 2. 判断以下流动是否可能是不可压缩流动 (1) ??? ??-+=--=++=z x t u z y t u y x t u z y x 222 (2) () () () ?????????? ?=-==-=22 221211t tz u xy u x y u z y x ρρρρ 解：不可压缩流动满足如下条件： 0y x z u u u x y z ???++=??? （1）2110y x z u u u x y z ???++=--=???故可能为不可压缩流动 （2）122(222)0y x z u u u t x x t x y z t ρρ???++=-+-=-=-≠???2t ρ=且。 显然不可能是不可压缩流动。 3. 对于下述各种运动情况，试采用适当坐标系的一般化连续性方程描述，并结合下述具体
化工过程的分析与综合 综述 学号：201044143 姓名：尹麒 班级：化工1001
题目：关于化工过程分析与计算机模拟的综述 前言：化工过程分析与计算机模拟是现代化学工程研究和实践的重要手段。通过对过程的分析和模拟可以加深对过程的理解，掌握过程变化的趋势，缩短过程研究和开发的进程，或者说用以秒为单位的计算机世界来换得以月或年为单位的工程时间，而且还可以大大节约人力和物力。对于一个化工过程，常需要进行详细考察，以及尽可能达到最优化的条件。这样的深入了解是属于过程分析的内容，它涉及对整个过程及其组成部分有关的各种影响因素。实际情况是，过程分析对设计中过程的流程和技术条件的选择，对运转中过程的操作控制、考察和改进，以及对过程的研究和开发都是很重要的。 正文：（1）化工过程的分析 分析是对任何具有明确界限的事物，即系统的详细考察，以求了解其特性，常是与一定的目的相联系的。过程分析是对一过程的特定问题的认识并探求问题的解决途径和方法。过程分析早就被化学工程师所用。对于一个正在运转中的化工过程，人们首先可以对它的各个方面进行直接观察，对现场数据加以分析研究，但这是有一定限度的，因现场条件常是不能随意改变的。在过程的开发和设计中，实际过程还未建立，就不能对它进行直接视察，对一些影响因素及其相互关系的考察，一种习用的方法是建立一个小型或中型的实际过程来进行实验观察。此外，也可通过数学计算加以考察。在不久的过去，由于计算方法的限制，对数学的利用有限，因此通过计算对复杂得实际过程进行分析是很困难的，甚至是不可能的。由于现代计算机的应用，我们可以很好的解决复杂得数学问题，现代应用电子计算机进行过程分析的一般步骤可用图1—1表示。
生产计划与控制方法在BA汽车零部件有限公 司的应用 摘要：随着全球经济一体化的不断深入、科学技术的迅猛发展以及贸易阻力的不断减少，企业间的竞争不断加剧。因此，企业如何缩短生产周期、提高生产效率、杜绝物料浪费、降低成本成了摆在管理者面前一个至关重要的问题。生产计划作为企业生产管理的依据，有着非常重要的作用。 本文探讨了生产计划与控制理论在温州BA汽配有限公司的应用。首先,本文介绍了生产计划与控制相关理论以及该企业的一些现状,然后重点分析了BA汽配的主打产品空气流量计的生产工艺过程,最后制定出了该产品的主生产计划和物料需求计划,减少了工时浪费,避免了等待等不合理现象的出现,从而缩短了交货期,提高了效率。 关键词:生产计划；空气流量计；主生产计划；物料需求计划 目录 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅱ)
1 绪论 (1) 1.1 论文的研究意义 (1) 1.2 论文的研究思路 (1) 1.3 论文的研究内容 (2) 2 生产计划与控制基本理论 (2) 2.1 国内外研究的现状 (2) 2.2 生产计划与控制理论简介 (3) 3 生产计划与控制方法在BA汽配的应用 (5) 3.1 企业概况 (5) 3.1.1 BA汽配简介 (5) 3.1.2 BA汽配生产计划与控制现状 (8) 3.1.3 BA汽配生产计划与控制存在的问题 (9) 3.2 编制主生产计划 (10) 3.2.1 主生产计划概述 (10) 3.2.2 制定主生产计划 (10) 3.3 编制生产能力计划 (11) 3.3.1 产品工艺过程 (11) 3.3.2 测定标准工时 (13) 3.3.3 产线平衡分析 (15) 3.3.4 计算生产能力 (17) 3.4 编制物料需求计划 (17) 3.4.1 产品结构树 (17) 3.4.2 编制物料需求计划表 (19) 3.5 实施效果分析 (22) 4 结论 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 1.绪论 1.1 论文的研究意义 1.2 论文的研究思路
电路原理A(2)课程大作业 说明： 1．选题：各位同学可自选自己感兴趣的电路问题进行研究。 2．要求：完成一份完整的报告，包括要研究的电路问题简介、理论分析、仿真内容、结果分析、结论和参考文献等（可参考学术期刊论文格式）。 3．独立完成。完成过程中可讨论，但每人必须自己独立完成分析、仿真和报告。 以下电路的例子可供参考。 例1文氏桥振荡电路 由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1所示。 （1）若取R1=15kΩ，试分析该振荡电路的起振条件（R f的取值）； （2）仿真观察R f取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形； 图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图 （3）若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节（如图2所示），仿真观察R2取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形。 也可同时改变R f和R2的值。
图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图 例2 直流－直流开关变换器 图1所示电路为一DC-DC Boost 变换器（DC-DC Boost Converter ）的主电路图。其中S 为一压控开关（在PSpice 中可用功率MOSFET ，如IRF150实现；或用压控开关Sbreak 实现），由固定频率周期性可调脉冲控制其导通和关断，设其脉冲控制信号的低电平为0V （关断），高电平为5V （导通）；D 为整流二极管。 建议仿真内容： （1）设其脉冲控制信号的低电平为0V ，高电平为5V ，周期为20μs ，其中导通时间为8μs 。试对电路作瞬态仿真，观察输入电流i i 、开关两端电压u DS 、二极管两端电压u D 和输出电压u o 的波形，并分析其电压变换原理。 （2）改变控制脉冲的占空比，观察输出电压的变化情况。 （3）改变负载电阻R L ，观察输出电压u o 的变换情况。 （4）讨论当负载改变时，维持稳态输出电压不变的控制措施。 参考文献 蔡宣三，龚绍文. 高频功率电子学. 北京：科学出版社，1993：53-58. U i +?u o 图1 i
化工过程分析与合成考点 1、什么叫过程： （1）客观事物从一个状态到另一个状态的转移。【过程】 （2）在工艺生产上，对物料流进行物理或化学的加工工艺称作过程工艺。【过程工艺】 （3）以天然物料为原料经过物理或化学的加工制成产品的过程。 化工过程包括：原料制备、化学反应、产品分离 （4）由被处理的物料流联接起来，构成化工过程生产工艺流程。 （5）【最重要的单元过程】化学反应过程、换热过程、分离过程、输送过程、催化反应过程 （6）【化学反应过程举例】热裂解反应过程、电解质溶液离子反应过程生化反应过程、分散控制 （7）【过程控制技术发展历程】计算机集中控制、集散控制（我国多）、现场总线控制 第二章、化工过程系统稳态模拟与分析 【模块】模型和算法，一是要建模，二是这个模型的算法，两者组一起才能算作模块。 【单元模型类型】理论模型、经验模型、半经验模型。 【什么叫稳态（化工过程稳态模拟）】各个工艺参数状态量不随时间而发生变化的叫做稳态。 【么叫模拟】对过程系统模型进行求解就叫模拟。 【过程系统模拟可以解决哪些问题（会画图）】（1）过程系统模拟分析问题；（2）过程系统设计问题；（3）过程系统参数优化问题。 过程系统模拟分析问题：已知决策变量输入，已知过程参数，求输出，是一个正向求解问题，最简单的模型。 2）过程系统设计问题：已知输出设计结果，已知过程参数，求决策变量输入；看起来是已知输出求输入，实际上是假设输入猜值去计算输出与已知输出进行比较再调整猜值进行计算。只能单项求解，从左到右
3)过程系统参数优化问题：过程系统模型与最优化模型联立求解，得到一组使工况目标函数最佳的决策变量，从而实施最佳工况。 【过程系统模拟三种基本方法，及其优缺点】（1）序贯模块法（不适于解算设计、优化问题，只适于模拟问题（2）面向方程法（3）联立模块法（同时有（1）、（2）的优点） 【单元模块】是依据相应过程单元的数学模型和求解算法编制而成的子程序。具有单向性特点 【断裂】通过迭代把高维方程组降阶为低维方程组的办法。它适用于不可分割子系统； 【不可分割子系统】过程系统中，若含有再循环物流，则构成不可分割子系统。 【断裂基本原则】1) 切割流线总数最少、2) 切割流线所含变量数最少、3) 切割流线的总权重最小、4) 环路切割的总次数最少 【简单回路】包含两个以上流股，且其中的任何单元只被通过一次。矩阵：行→回路；列→物流。 【适合于收敛单元应满足要求：】（1）对初值的要求不高、（2）数值稳定性好、（3）收敛速度快、（4）占用计算机存储空间少 【面向方程法（适用于线性化，非线性方程组先线性化）】 第四章、化工过程系统的优化 【最优化问题包括要素（内容）】（1）目标函数（2）优化变量（3）约束条件（4）可行域 【可行域】满足约束条件的方案集合，构成了最优化问题的可行域。 【最优解】过程系统最优化问题是在可行域中寻求使目标函数取最小值的点。 【最优化问题的建模方法】机理模型、黑箱模型、混合模型 【系统最优化方法的分类】无约束最优化与有约束最优化、、线性规划LP（目标函数约束条件全部都为线性函数称为线性规划，剩一个为非线性函数为非线性规划、单维最优化和多维最优化、解析法与数值法、可行路径法与不可行路径法 【标准型】目标函数值一定是最小值、约束条件中没有不等式约束，全是等式约束、所有的变量全是非负条件 第七章、换热网络合成 【换热网络合成】通俗地讲就是将物流匹配在一起，充分利用热物流去加热冷物流，提高系统的热回收，以便尽可能地减少辅助加热与辅助冷却负荷。 【换热网络合成目的】让某一个物料从初始温度到目标温度（一定要达成）、尽可能的回收余热、尽可能的减少换热设备数。 【温度区间求夹点（会画温度区间表）】将热物流的起始温度与目标温度减去最小允许温差△Tmin，然后与冷物流的起始、目标温度一起按从大到小排序，构成温度区间。 【夹点】在温度区间中，高温度区间向低温度区间传递的热量为零的点，不是接受热量为零的点（判断） 对于热公用工程是260C。,对于冷公用工程是250C。。 物理意义：温焓图上组合曲线垂直距离最低的点。 【夹点的三个特性】能量特性、位置特性、传热特性
以下黄色背景文字均为格式说明文字，调整完格式后应予 删除。本模板已经设置好页面格式，不得改动。其中页面设置参数为，A4纸张；页边距为上 2.5 厘米、下 2.5 厘米、左 2.5 厘米、右 2.5 厘米。 目录 目录居中，自动生成， 4 号宋体，双面打印 , 若不够双页则独立成页 一、当前新闻教育存在的几个矛盾 (3) （一）粗放式的发展规模与媒体对新闻院校毕业生需求日益减少的矛盾 . (3) （二）融媒体的媒介技术环境与传统的新闻传播专业教育分类的矛盾3二、当前新闻教育的调整 (4) （一）控制规模，准确定位，推进差异化的办学理念 (4) （二）调整专业分类和课程结构，应对融媒体的时代要求 (4) 三、开门办学，加强实践教学建设 (4) （一）实践教学是 ,, (4) （二）做好宏观上的规模控制和微观上的专业分类、课程设置 (5) 四、结语 (5) 参考文献 (5) 1
文章正文字体为 4 号宋体， 1.5 倍行间距，双面打印。 [ 摘要 ]（“摘要”应是对全文内容的准确、简明的概括，是对全文内 容的创新的浓缩， 200-300 字。以下为范例）近年来高速、大规模扩张的高校新闻教育，与媒体对新闻专业毕业生需求日益减少的矛盾越来越突出， 暴露出当前高校新闻人才培养的诸多问题。 [ 关键词 ] （关键词是反映论文最主要内容的术语，每篇论文一般可选3—6 个关键词，关键词之间应以分号隔开。以下为例文）新闻教育；发展规模；课程结构；实践教学 以下为正文，此处应空一行，删除此处黄色说明字体即可 进入 21 世纪以来，中国的新闻学教育进入了一个全新高潮期，同时也 不可否认，中国新闻学教育也进入了无法回避的危机期。在这场新闻教育 的危机中，高校教育的危机体现得也最为明显。高校的新闻学教育在整个 新闻学教育体系中占据着无可争议的主体性地位，①在新闻教育活动当中，能够承担设计和教学组织任务的最重要的主体无疑是新闻学专业的院系机 构，新闻专业教育目标的制定、整体教育内容的确定、不同教育方法的选 择以及整体教育程序的设计都取决于院系机构的决策。所以从某种意义上 说，新闻学教育的整体规范都要通过新闻院系的专业决策来实现。然而随 着新闻媒体的强劲发展，新闻学专业的教育机构却陷入了难以克服的矛盾 之中。而正是这些难以克服的诸多矛盾把高校新闻教育推向了整个新闻教 育危机的风口浪尖。 ①注释采用小五号宋体。注释是对论著正文中某一特定内容的进一步解释或补充说明,以及未公开发表的私人通信、内部资料、书稿和仅有中介文献信息的“转引自”等类文献的引用著录。参考文献序号用方括号标注( 如 [1] 、 [2] , ) , 一般集中列表于文末；而注释用数字加圆圈标注(如①、②,)，一般排印在该页底脚。 2
南京航空航天大学无损检测技术报告 无损检测技术在道桥领域的应用简介 （南京航空航天大学机电学院,南京市，210016） 摘要：本文简要介绍了当前无损检测领域中常用技术，如超声、射线、渗透、涡流、磁粉等常规无损检测技术，举例具体说明了超声波在道桥中的应用情况，并分析了超声波无损检测技术在道桥工程应用中所存在的困难与问题，以及预测道桥无损检测技术今后的发展趋势。关键词:无损检测技术；超声波；道桥；应用与发展 Introduction to NDT technology in the field of bridge Wang Yan （ College of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics ＆Astronautics, Nanjing, 210016, China）Abstract：This article briefly describes the current commonly used in the field of non-destructive testing techniques, such as ultrasound, radiation, penetration, eddy current, magnetic and other conventional NDT techniques，specific illustrates the application of ultrasound in bridge, and analyze the ultrasonic nondestructive testing technology in road difficulties and problems that exist in bridge engineering applications, as well as non-destructive testing techniques to predict bridge future trends. Key words：NDT technology; ultrasound; bridge; application and development 1.引言 无损检测技术(Nondestructive Testing, NDT)是一门新兴的综合性应用学科，它是在不破坏或损坏被检测对象的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表而缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价[1]。 近20年来，在我国的道桥建设飞速发展的同时，也有大批既有道路与桥梁相继进入老化时期。为此，为了确保道桥结构的安全运营，对道桥检测工作提出了更高的要求，道桥检测工作亦由此愈发显得重要。目前国内外在道桥检测方面继出现了许多现代检测技术与检测方法，其中比较具代表性的，国内外学者关注最多的是桥梁的健康诊断无损检测。道桥的无损检测技术的发展始于20世纪30年代初，目前已形成了一套较完整的无损检测体系[2]。文中扼要地介绍了超声波无损检测技术在道桥检测中的具体应用。 2. 无损检测及其新技术 1.1常规无损检测方法 无损检测技术是产品质量控制中不可缺少的基础技术，随着产品复杂程度增加和对安全性的严格要求，无损检测技术在产品质量控制中发挥着越来越重要的
《化工传递过程》课程教学大纲 一、课程说明 课程编码4302026 课程类别专业主干课 修读学期第五学期学分 2 学时48 课程英文名称Transfer Processes in Chemical Engineering 适用专业化学工程与工艺 先修课程物理化学、化工原理、化工热力学 二、课程的地位及作用 《化工传递过程》是针对化学工程与工艺方向的必修课。是一门探讨自然现象和化工过程中动量、热量和质量传递速率的课程。化学工程中各个单元操作均被看成传热、传质及流体流动的特殊情况或特定的组合，对单元操作的任何进一步的研究，最终都是归结为这几种传递过程的研究。将化工单元操作（化工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（三传）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析方法。各传递过程既有独立性又有类似性，虽然课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂，给学习带来一定的困难，但可运用三传的类似关系进行研究理解，使学生掌握化学工程专业中有关动量、热量和质量传递的共性问题。该课程的学习有助于学生深入了解各类传递过程的机理，为改进各种传递过程和设备的设计，操作和控制提供理论基础；为今后的科学研究提供各种的基础数学模型；为速度、温度、浓度分布及传递速率的确定提供必要的帮助，为分析和解决过程工程和强化设备性能等问题提供坚实的理论基础。 三、课程教学目标 1. 侧重于熟悉掌握传递过程的各种基本理论；正确的提供所求强度量的分布规律及传递速率表达式； 2. 掌握传递过程的微分方程并达到能够熟练地运用方程的水平；
3. 能够正确地分析、简化三传基本微分方程；对实际情况建立必要的数学模型； 4. 了解传递过程的发展趋势、方向和其在化学工程中的具体运用领域； 5. 通过学习加深对化学工程基本原理的理解，使学生能顺利学习后续的专业课，提高自学与更新本专业知识的能力。 四、课程学时学分、教学要求及主要教学内容 (一) 课程学时分配一览表 章节主要内容总学时 学时分配讲授实践 第1章传递过程概论 2 2 0 第2章动量传递概论与动量传递微分方程 6 6 0 第3章动量传递方程的若干解 6 6 0 第4章边界层流动 6 4 0 第5章湍流 6 4 0 第6章热量传递概论与能量方程 6 6 0 第7章热传导 2 2 0 第8章对流传热 2 2 0 第9章质量传递概论与传质微分方程 4 4 0 第10章分子传质 4 4 0 第11章对流传质 2 2 0 第12章多种传递同时进行的过程 2 2 0 (二) 课程教学要求及主要内容 第一章传递过程概论 教学目的和要求： 1.流体流动的基本概念； 2.掌握传递过程的类似性； 3.传递过程的衡算方法。 教学重点和难点：
一．选择填空，将正确答案的标号填入括号内。（每空2分） 例： Re 数小于2000的管内流动是（ a ）。 a 层流 b 湍流 c 过渡流 1．采用拉格朗日导数描述大气压力变化时，θ D Dp 反映的应是置于（b ）上的气压计的测量值。 a 高山顶 b 气球 c 飞机 2．进行流体微分能量衡算时，若采用随动坐标，可得到的结论是流体的（ a ）变化为零。 a 动能、位能 b 体积、密度 c 膨胀功、摩擦功 3．小雷诺数蠕动流求解中，（c ）作用无关紧要，可以忽略。 a 动压力 b 粘滞力 c 惯性力 4. 小直径粒子自由沉降时，粒子所受流体总曳力中（ a ）。 a 以表面曳力为主 b 以形体曳力为主 c 形体曳力与表面曳力所占比例相等 5. 依据普兰特混合长理论，湍流附加应力可按（ b ）式计算。 a 2???? ??=dy du l ρτ b 2 2???? ??=dy du l ρτ c ??? ? ??=dy du l 2ρτ 6. 依据管内极度湍流流动时摩擦曳力计算式2 max 1142.0? ?? ? ??-=b u u f 可知，随雷诺数增加，摩擦系数f 的数值应该（ c ）。 a 逐渐增加 b 逐渐减小 c 趋于恒定 7. 采用数值解求解一维非稳态导热问题时，（ b ）边界n 处节点温度方程为：1-='n n t t 。 a 对流 b 绝热 c 与其他物体相接的导热 8. 管内流动时，若摩擦系数与对流传热系数均趋于稳定则表明边界层内速度与温度分布属于（ c ）。 a 发展着的速度分布和温度分布 b 充分发展了的速度分布和发展着的温度分布 c 充分发展了的速度分布和温度分布 9. A 组分通过静止的B 组分稳态单向扩散时，两组份的分子扩散通量的关系应该是：（ b ）。 a B A J J -> b B A J J -= c B A J J -<
摘要 关键词：喷油泵试验台微机测控系统单片机温度测控硬件模块 Abstract Injection diesel fuel supply system is the most precise components, called the diesel engine’s heart, the technical performance of the diesel engine control agencies. It according to the rotating speed of diesel engine cylinder input quantity of uniform distribution. By fuel pump institutions, injection quantity adjusting mechanism, driving mechanism, fuel injection pump body composition. Fuel pump, it also called high pressure diesel, according to different operation, will fuel pump the oil pressure brought low, at a predetermined ascension time corresponding oil amount according to certain rules pressure to send the injector body. As a test, adjust the pump test-bed for special equipment of fuel oil pump parameters in the manufacture and repair the injection plays an important role. This system based on AT89C51, AT89C2051singlechip, mainly including sensor temperature gathering, analog-to-digital conversion , button operation, SCM, part such as digital tube digital display. The system uses the PID algorithm to realize temperature control function, through serial communication finish two microcontroller information interaction and realize the temperature setting, control and display. This design can be through a serial port and superordination machine (computer connections, realize the computer control. System design has small volume, interaction, strong, etc. In order to realize high precision oil temperature control, SCM system adopts PID algorithm control and PWM pulse width modulation combination of technology. Through controlling the bidiretional thyristor change furnace and power supply, and the connected, disconnect change the oil temperature heating time way to implement the control of oil temperature. This system mainly consists of a keyboard display and temperature control two modules, through the communication between modules finish function to temperature setting, solid
大连理工大学电源技术大作业 升压斩波电路分析 （1）介绍基本斩波电路的分类。 随着电力电子技术的迅速发展，高压开关稳压电源已广泛用于计算机、通信、工业加工和航空航天等领域。所有的电力设备都需要良好稳定的供电，而外部提供的能源大多为交流，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流任务。但有时所供的直流电压不符合设备需要，仍需变换，称为DC/DC 变换。直流斩波电路作为直流电变成另一种固定电压的DC-DC变换器，在直流传动系统.、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。直流斩波技术已被广泛运用开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波能领域得到了广泛的应用。但以IGBT为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题：1：系统损耗的问。2：栅极电阻。3：驱动电路实现过流过压保护的问题。 直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，这种电路把直流电压斩成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需要的输出电压。PWM控制方式是目前才用最广泛的一种控制方式，它具有良好的调整特性。随电子技术的发展，近年来已发展各种集成式控制芯片，这种芯片只需外接少量元器件就可以工作，这不但简化设计，还大幅度的减少元器件数量、连线和焊点 （2）介绍升压斩波电路的工作原理、主要参数及对应计算方法。
假设L 和C 值很大。V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定I1，电容C 向负载R 供电，输出电压Uo 恒定。 V 处于断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。 图1.1 升压斩波电路主电路图 首先假设电感L 值很大，电容C 值也很大。当V-G 为高电平时，Q1导通，12V 电源向L 充电，充电基本恒定为1I ,同时电容C 上的电压向负载R 供电，因C 值很大，基本保持输出电压o u 为恒值，记为o U 。设V 处于通态的时间为on t ，此阶段电感L 上积储的能量为1on EI t 。当V 处于段态时E 和L 共同向电容C 充电，并向负载R 提供能量。设V 处于段态的时间为 off t ，则在此期间电感L 释放的能量为01()off U E I t -。当电路工作于稳态时，一个周期T 中电感L 积储的能量于释放的能量相等，即 101()on off EI t U E I t =- （1-1） 化简得 on off 0off off t t T U E E t t +=＝ （1-2） 上式中的off /1T t ≥，输出电压高于电源电压。式（1-1）中o f f /T t 为升压比，调节其大小即可改变输出电压o U 的大小。 2)数量关系 设V 通态的时间为t on ，此阶段L 上积蓄的能量为：E m I 1T on
化工过程分析与综合 化工优创1202班 前言 一、考试题目类型： 1.填空 2.选择 3.问答 4.大题 二、考试重点 1.自由度计算（必有大题） 2.信息流图、信号流图、矩阵等转化（必有大题） 3.最大循环网络断裂（必有大题） 4.信号流图与方程转化（必有大题） 5.分离序列 6.夹点技术 三、考试类型：开卷考试（=_=||），红色的都是重点！！！
第一章绪论 1.1 基本概念 （1）化工过程：用适当的原料经过一系列物理单元操作和化学反应的单元过程而转化为合乎需要的产品的过程。P1 （2）过程系统工程：是一门综合性的边缘学科，它以处理物料——能量——资金——信息流的过程系统为研究对象，其核心功能是过程系统的组织、计划、协调、设计、控制和管理；P1 （2）化工过程工业要求：最优设计、最优规划、最优决策、最优控制、最优管理；P1 （3）过程系统工程研究内容：过程系统模拟，包括稳态过程系统模拟和动态过程系统模拟；过程系统综合；过程系统操作与控制，包括数据筛选与校正、过程操作优化、过程安全监控及事故诊断、操作模拟培训系统；间歇过程的设计与操作优化；人工智能技术应用。P3 （4）系统：为了在给定条件下实现一定目的，由若干互有联系、彼此影响的事物组成的一个统一整体。 （5）参数优化：在一已确定的系统流程中，对其中的操作参数（如，T、P、Vs）等进行优选，以满足某些指标（如，费用、能耗、环境影响等）达到最优。 （6）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联结，以优化过程系统。
第二章单元过程的模拟 2.1基本概念 （1）化工单元过程数学模型分类（P6）： 一、按对象的时态本质来看，可以分为稳态模型与动态模型。 二、按模型建立的方法来看，可以分为机理模型与经验模型。 三、按过程对象的数学描述方法不同，可以分为集中参数模型和分布参数模型。 四、按对象的属性不同，可以分为确定性模型和随机模型。 2.2基本公式 （1）自由度计算公式： ∑= + + + - + + = n i g r e S C 1 i )1 ( )2 ( d n——输入流股数Ci——第i个输入流股组分数 S——分支输出流股数e——与物料无关的能量流和压力引入的自由度r——独立反应数 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 二、组分j的物料平衡 组分j累积速率=由外界环境进入该系统的组分j的速率-由系统排出的组分j的速率 三、能量平衡 系统能量积累速率=外界物流带入系统能量-系统流出物流带出能量+环境通过系统边界传递能量+系统中反应产生能量+通过环境做功产生的能量
<<化工过程分析与合成>>试题(A)答案及评分标准 一、填空题（每空1分，共30分） 1. 序贯模块、面向方程、联立模块。 2. 物料流 能量流。 3. 直接迭代法 部分迭代法 韦格施坦法。 4. 集中参数模型 分布参数模型 多级集中参数模型 集中参数模型 代数-常微分方程组 5. C+2。 6. 可行，不可行，可行，不确定 7. 加热，冷却。 8. N H ≥N C ，FCp H ≥FCp C 。 9. 参数 结构 10. 96，83，157 11. 4，14，15 二、判断题（每题1分，共10分） 1. 对 2. 错 3. 错 4. 对 5. 对 6. 对 7. 错 8. 错 9. 对10. 对 三、简答题 1. 答：过程系统工程是研究化工过程整体特性的一门学科，它用系统工程的观点和方法来研究化工过程的开发、设计、最优操作和最优控制。（3分） 2.. M ——质量守恒方程（或物料恒算方程）（1分）；E ——相平衡方程（1分）；S ——归一化方程（1分）；H ——焓恒算方程（1分）。 3. 答：过程系统有m 个独立方程数，其中含有n 个变量，则过程系统的自由度为：d=n-m 。（3分）通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数。（2分） 4. 答： 过冷液体 B c i i i T T z K ?>∑=11 D c i i i T T K z ∑=11 （1分） 露点气体 D c i i i T T K z =?=∑=1/1 （1分） 过热气体 D c i i i T T K z >?<∑=1/1 （1分） 四、模拟与综合题 1.(10分) 答：（1）模型方程 a. 相平衡方程： b. 物料衡算： c. 热量衡算： d. 归一化方程： e. 焓算式： ……………………………………………………………每种方程1分，共5分 （2）求解方法 引入参数Ф=V/F （1） ………………………………………………………1分 ……1分 则： （2） 又有： （3）………………………………………2分 1 11 i i i y x z ===∑∑∑i i i F z V y L x ?=?+?i i i y k x =?F V L F H Q V H L H ?+=?+?(,,) (,,) V i L i H f y T P H f x T P ==C i x K y i i i ,...2,1 ==,...C ,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=(1) 1,2,...i i i i z k x x i C φφ=+-=i y = 1,2,...1(1) 1(1) i i i i i i z k z x i C k k φφ==+-+-1 1 1 1 c c i i i i x y ====∑∑1(1)0 1(1)c i i i i k z k φ=-=+-∑
[毕业论文格式]毕业论文范文格式 毕业论文范文格式，仅供大家参考。 毕业论文标准格式及范文 一： 1、题目。应能概括整个论文最重要的内容，言简意赅，引人注目，一般不宜超过20个字。论文摘要和关键词。 2、论文摘要应阐述学位论文的主要观点。说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。尽可能保留原论文的基本信息，突出论文的创造性成果和新见解。而不应是各章节标题的简单罗列。摘要以500字左右为宜。 关键词是能反映论文主旨最关键的词句，一般3-5个。 3、目录。既是论文的提纲，也是论文组成部分的小标题，应标注相应页码。 4、引言(或序言)。内容应包括本研究领域的国内外现状，本论文所要解决的问题及这项研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等方面的理论意义与实用价值。 5、正文。是毕业论文的主体。 6、结论。论文结论要求明确、精炼、完整，应阐明自己的创造性成果或新见解，以及在本领域的意义。 7、参考文献和注释。按论文中所引用文献或注释编号的顺序列在论文正文之后，参考文献之前。图表或数据必须注明来源和出处。
(参考文献是期刊时，书写格式为： [编号]、作者、文章题目、期刊名(外文可缩写)、年份、卷号、期数、页码。 参考文献是图书时，书写格式为： [编号]、作者、书名、出版单位、年份、版次、页码。) 8、附录。包括放在正文内过份冗长的公式推导，以备他人阅读方便所需的辅助性数学工具、重复性数据图表、论文使用的符号意义、单位缩写、程序全文及有关说明等。 二：本科毕业论文格式要求： 1、装订顺序：目录--内容提要--正文--参考文献--写作过程情况表--指导教师评议表 参考文献应另起一页。 纸张型号：a4纸。a4 210×297毫米 论文份数：一式三份。 其他(调查报告、学习心得)：一律要求打印。 2、论文的封面由学校统一提供。(或听老师的安排) 3、论文格式的字体：各类标题(包括“参考文献”标题)用粗宋体;作者姓名、指导教师姓名、摘要、关键词、图表名、参考文献内容用楷体;正文、图表、页眉、页脚中的文字用宋体;英文用times new roman字体。 4、字体要求： (1)论文标题2号黑体加粗、居中。 (2)论文副标题小2号字，紧挨正标题下居中，文字前加破折号。
电子科技大学网络教育考卷（A2卷） (20 年至20 学年度第 学期) 考试时间 年 月 日(90分钟) 课程 电路设计与仿真 教师签名 大题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合 计 得 分 [注意：所有题目的答案均填涂在答题卡上，写在本试卷上的答案无效] 一、分析简答 1、（5分）试说明下图所示电路中电阻的作用？如果去掉电阻会有什么影响？ 答： （1） 对二极管起到保护作用 （2） 二极管会因电流过大而损坏 2、（10）线性电源和开关电源有何区别？它们分别应用在什么场合为好？ 答： 线性电源的电压反馈电路是工作在线性状态，开关电源是指用于电压调整的管子工作在饱和区和截至区即开关状态的。 线性电源一般是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器，此电压放大器的输出作为电 压调整管的输入，用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化，从而调整其输出电压，但开关电源是通过改变调整管的开和关的时间即占空比来改变输出电压的。 从其主要特点上看：线性电源技术很成熟，制作成本较低，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音，但其体积相对开关电源来说，比较庞大，且输入电压范围要求高；而开关电源与之相反。 3、（10分）已知图P1.9所示电路中稳压管的稳定电压U Z ＝6V ，最小稳定电流I Zmin ＝5mA ，最大稳定电流I Zmax ＝25mA 。 （1）分别计算U I 为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压U O 的值； （2）若U I ＝35V 时负载开路，则会出现什么现象?为什么？ 答： （1）当U I ＝10V 时，若U O ＝U Z ＝6V ，则1k Ω电阻的电流为4mA ，则稳压管电流小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。 图P1.9 故 V 33.3I L L O ≈?+= U R R R U 同理，当U I ＝15V 时，稳压管中的电流仍小于最小稳定电流I Zmin ，所以 U O ＝5V 当U I ＝35V 时， I Zmin 化工传递过程过程性考核(一) - 答案
化工传递Array过程过程 性考核试 卷 （一） 一．填空题（每空1分，本大题共41分） 1. 流体静力学基本方程的应用包括压力压差的测量、液位的测量和液封高度的计算。 2. 甲地大气压为100 kPa，乙地大气压为80 kPa。某刚性设备在甲地，其内部的真空度为25 kpa，则其 内部的绝对压强为75 kpa；若将其移至乙地，则其内部的表压强为-0.5 mH2O。 3. 流体流动有两种基本形态，即层流和湍流。判断流体流动形态的无量纲数群为雷诺数， 其表达形式为Re=duρ/μ，物理意义为表示流体惯性力与与黏性力比值。 4. 复杂管路分为分支管路和并联管路。 5. 常用的流量计中，孔板流量计和文丘里属于差压流量计；转子流量计属于截面流量计； 测速管可测量点速度。 6. 流体在圆形直管内做层流流动，若流量不变，将管径变为原来的两倍，则平均流速变为原来的1/4 ， 流动摩擦系数变为原来的2倍，直管阻力损失变为原来的1/16 。 7. 流体在一套管环隙内流动，若外管内径为50 mm，内管外径为25 mm，则其流动当量直径为 25 mm．
8. 流体在圆形直管内做稳态层流流动，若管截面上平均流速为0.05 m/s ，则最大流速为 1.0 m/s 。 9. 联系各单元操作的两条主线为 传递过程 和 研究工程问题的方法论 。 10. 湍流边界层可以分为 层流底层 、 过渡层 和 湍流主体 ，其中传热、传质阻力主要集中在 层流底层 。 11. 随体导数的表达形式为 z u y u x u θz y x ??+??+??+??=θD D 。 12. 不可压缩流体连续性方程的一般表达形式为0=??u 。 13. 量纲分析的基础是 量纲一致性原则 和 π 定理。 14. 在研究流体的运动时，常采用两种观点，即 欧拉 观点和 拉格朗日 观点。 15. 牛顿黏性定律的表达形式为y u x d d μ τ-=。 16. 流体质点的运动轨迹称为 迹线；在某一时刻，在流线上任一点的切线方向与流体在该点的速度方向 相同 。 17. 流体在管路中的流动总阻力应为 直管 阻力和局部阻力之和，其中局部阻力的计算方法有 局部 阻力系数 法和 当量长度 法。 18. 流体静力学基本方程适用于 连通着的 、 同一种连续的 、 不可压缩 的静止流体。 二、单项选择题：（每空1分，本大题共8分） 在每小题列出的四个备选项中选出一个正确答案的代号填写在题后的括号内。 19. 流体在并联的两支管内层流流动，两支管的长度之比l 1: l 2=2: 1，内径之比d 1: d 2=1: 2，则两支管内的 流量之比Q 1: Q 2为（ D ） A. 1/4 B. 1/8 C. 1/16 D. 1/32 20. 黏度为1 cP ，密度为800 kg/m 3的流体以16 m 3/h 的流量在Ф89 mm×4.5 mm 的管内流动，其流动雷诺数为（ B ） A. 4.3×104 B. 5.7×104 C. 3.3×104 D. 7.8×104 21. 一般说来，温度升高，液体的黏度（ B ），气体的黏度（ A ） A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 不确定 22. 在摩擦系数图中，在层流区，摩擦系数λ与平均流速的（ A ）成正比；在完全湍流区，摩擦系数λ