本科化工过程分析与合成复习题

1、化工系统工程课程作业1、请分别举例说明树结构流程和再循环结构流程。请举例说明过程拓扑的意义、步骤。2、系统工程的基本思想？化工过程系统工程学科产生的基础？为什么说它是一门综合性学科？人们对化工过程的认识经历了哪三次飞跃？3、请简述过程系统合成的定义及理想过程系统应具备的条件。4、请写出下面流程的回路矩阵。五，请写出下面流程的回路矩阵，并用U G断裂法找出将下面流程所有循环回路打开的最优断裂组，各流股的权重Wj（j=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8）分别为2, 9, 3, 6, 4, 1, 2, 3。6、最优化目的、意义？最优化方法的内容？求解最优化问题的方法有那些？7、用进退算法求

2、下列一元函数的极小值所在区间。 F(x)=(x-3) x2 从X0=1 出发 , 以 h=1 为步长，确定初始区间。8、用串联加热器加热某气体，要求的参数如下： 212蒸汽 350蒸汽50000 kg/h 气体 70 t 300 212水 350水 建立该问题的数学模型，并用黄金分割法求使总费用最小时气体离开加热器一、进入加热器二的温度（要求：Ln/L0=1/10）。 设备年工作时间：8000 小时/年 待加热气体的比热：0.25 kJ/(kg. ) 212蒸汽费用：0.2×10-6元/kJ 350蒸汽费用：0.4×10-6元/kJ 换热器总传热系数(两换热器相同)： 8

3、kJ/(m2.h. ) 费用：1元 /(m2. 年) 气体输送费用：0.344元 /(m2. 年)9、用黄金分割法求下面问题的最优解，要求将搜索区间缩短5倍，并给出所需计算函数值的次数n为多少？区间缩短率为多大？（20分）min f(x)=e x+x2S.t. 2 x 310、求下面函数的梯度和Hesse矩阵 （1）f(x)=x12+2x22+3x32-4x1x3 （2）f(x)=3x1x22+ex1x211、判断下面函数是否存在极值？若存在，请给出极值点和极值。（1）、（a>0,b>0,c>0,d>0）（2）、12、请用梯度法求解下面问题的最优解。(迭代三次，并验证相

4、临两次搜索方向相互垂直) min f(x)=60-10x1-4x2+x12+x22-x1x2 初始点x（）=0,0T十三、用lagrange乘子法求解Min f(x) =60-10 x1-4 x2+ x12 + x22- x1x2s.t. h (xi)=x1+ x2-8=0 十四、用罚函数法求下面最优化问题的解。Min f(x) =(x1-4)2+(x2-2)2 s.t. h (xi)=x1+ x2-5=0 15、用F-R共轭梯度法，求下面最优化问题的解。16、用变量轮换法求下面最优化问题的解max Y=3+6X1+7X2-7X12+2X1X2-16X22初始点x(0)=1.2,-0.2T，=

5、0.117、用梯度法求函数的极小点和极小值；=0.1，初始点取为；十八，某换热系统，包含的工艺物流为两个冷物流和两个热物流，相关数据见表。指定冷、热物流间的允许最小传热温差Tmin =20 ，采用问题表格法确定夹点位置，并采用夹点设计法对物流进行分割与匹配，画出一种可行的设计结果（不需要进行调优）。19、精馏序列综合的意义？请说明精馏序列的综合方法有哪些？二十、将下列方程转化为线性规划数学模型的标准形式。 s.t.二十一、已知如图所示一神经网络，根据智能模型法列出各层数学模型。x1x2x312312121234y1y2层数1234输出Oj1Oj2Oj3Oj4=yj第1层二十二、由丙烷(A)、异

6、丁烷(B)、正丁烷(C)、异戊烷(D)、正戊烷(E)五个组分组成的轻烃混合物进料，用简单锐分离器进行分离，通过过程模拟已得出所有20个不同分离器的费用，如下表所示。根据已知条件填表，得出最优序列的年总费用，并画出最优分离序列。子物流组切割点完成该切割分离器费用/(×105元/年)包括子序列的分离总费用/(×105元/年)子物流组分离费用最小值/(×105元/年)(A,B)A/BC210.2713(B,C)B/CC220.8521(C,D)C/DC230.6932(D,E)D/EC241.1254(A,B,C)A/BCC311.0256AB/CC320.6532(B,C,D)B/CDC330.5698BC/DC341.1254(C,D,E)C/DEC350.8752CD/EC361.7456(A,B,C,D)A/BCDC410.4698AB/CDC421.3254ABC/DC430.8975(B,C,D,E)B/CDEC440.98