R01100
4=
1101000101
计算顺序为：（3,4），（1,2,3,——x5，s,t, p13个变量。
方程数：7个
自由度d=13-7=6个
工艺给出ω5，还需五个设计变量。
（1）该系统的双层图为：
ω5
F1F
2F3F
4F5F6F
7
ω1x1ω2x2ω3x3ω4x4x5tps
27
36，5
7
AB
1234
C
56
Loop Matrix:
S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11R
A1113
B1113
C11114
f1111111111
S2,S8包含于S11
S4,S10包含于S9
S3,S5,S6包含于S7
断开S11，S9，S7则回路A，B，C打开。
3-4
1.
98
AB
1234
C
567
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：
0100000
0010001
0001010
R=0000001
0100000
0000100
1010000
0010001
1011010
0000101
R2=1010000
0010001
0100000
0101010
1011010
0101111
所以计算顺序为：5，（1,2,3,4,6,8,9），7
2.
6
B
1234
CA
5
注意：回路C是指回路（1,5,4,3,6）
LoopMatrix：
S2S3S4S5S6S7S8S9S10R
A112
B11114
C1111116
f111211122
S9和S10之间断开S10（考虑权因子2<5）,回路B,C打开
S4和S5之间断开S4（权因子1<2）,回路A打开
4
7----------（（7，1，2，3
），6,5）
4
（4）加上8
所以计算顺序为（1，2,3，4
，7），8
5,6
7A
1234
C
B
56
LoopMatrix：
S2S3S4S5S6S7S8S9S10R
A11114
B11114
C112
f121111111
S2，S6，S7，S8，S9，S10包含于S3
S5包含于S4
（3）消去V2，y2i，F2，F4
V1L2x2iT1P1T2P2
计算顺序如下：
V2
F2F3Qc
F4X2i
F1Y1i
4-1如何理解T-H图中横坐标H（焓）的物理意义？
T-H图上横坐标H的物理意义不同于物理化学中的焓，其物理意
义为每秒钟流过管横截面（与流体流动的方向垂直的截面）的流体所
具有的焓（热量）。
习题解答
2-1（1）d=n-mn=4(c+2)m=c+c+1+1=2c+2d=4(c+2)-(2c+2)=2c+6
给定流入流股：2(c+2)平衡级压力：1
所以没有唯一解
（2）存在热损失n=4(c+2)+1m==2c+2d=2c+7
给定2c+5所以没有唯一解
（3）n=2(c+2)+2+2+1=2c+9m=1+c+2=c+3d=c+6
1314
1011
12
9
3-2
24512
13
116
789
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
，6,5）
4
（3）1，（2，3
，6,5），7，1,2,3-------合并1，2，3，4，5，6，
求解顺序如下：
ω3ω4X
F3F5F6F4t
4
ω1
F1F2
X1
F7
S
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+Qc
F3（V1，V2，L2，Qc，T1，P1，T2，P2）=0
为一下弯曲线；若Cp随T减小，图形为一上弯曲线；
4-3当一过程流股被加热时由液态变为气态，试举例说明如何在T-H
图上标绘该流股？
TT
HH
纯组分混合物
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？
（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。
用邻接矩阵法确定计算顺序：
010010
001000
000101
R=
001000
010100
100000
将3.4看做一个节点：
01010 00100
R=00001
0110010000
01100 00001
R2=10000
0010101010
00101 10000
R3=01010
1000101100
10001 01010
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：-1.3Light Key：Methanol0.95
Heavy Key：Ethanol0.1585
相平衡：y2i=kx2i
F4（y2i，x2i,T2，P2）=0
（1）该系统的双图层为：
F1F
2F3F
4
V1y1iV2y2iL2x2iQcT1P1T2P2
局部度为1：y1i，T1，P1，y1i
（2）消去y1i，Qc，F1，F3
F2F
4
V1V2y2iL2x2iT1P1T2P2
局部度为1：V1，V2，y2i，L2，x2i，T2，P2
给定进料：c+2冷却水进口温度：1所以没有唯一解
2-2（1）Nv=3(c+2)
（2）物料衡算：FiZFi=VyFi+LxFi(i=1,2……c)
热量衡算：FHF=VHV+LHL
相平衡：yFi=kixFi(i=1,2……c)
温度平衡：TV=TL压力平衡：PV=PL
（3）Ne=2c+3
（4）d= Nv-Ne=c+3
局部度为1：x1，t，p，s
（2）消去x1，t，s，F2, F4,F7
F1F
3F5F
6
ω1ω2x2ω3x3ω4x4x5p
局部度为1：ω1，x3，x4，x5
（3）消去ω1，x3，
F3F
5
ω2x2ω3ω4x4x5p
局部度为1：ω2，ω4
（4）消去ω2，ω4
x2，ω3，x4，x5，p局部度均为0，选为设计变量。
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
3-1
8
65716
12
1517
34
（5）进料（c+2）和节流后的压力（1）
2-3Nxu
压力等级数1进料变量数2(c+2)=4+3=7
合计9
Nau
串级单元数1
回流分配器2
侧线采出单元数2
传热单元数5合计15
Nvu=9+15=24 d=24给定的不满足要求，还需给定入塔混合物的温度，两塔的操作压力，塔2
的回流比。2-4Nxu
压力等级数N+M+1+1+1(N和M为两个塔的塔板数)
1110000
R3=0101010
1011010
0010001
0010101
1,2,3,4看做一个拟节点，所得的邻接矩阵为：
0011
1000
R=
0100
1000
7为一步循环回路，去掉，则邻接矩阵为：
001R=100
010
010
R2=001
100
100
R3=010
001
所以计算顺序表为：
计算顺序节点
1（1,2,3,4）
Loop Matrix:
S2S3S4S5S6S7S8S9S10R
A1113
B1113
C11114
f112111111