化工过程分析与合成
一，化工系统的定常态模拟与分析
（一）模拟是对过程系统模型的求解
1. 过程系统的模拟分析：对某个给定的过程系统模型进行模拟求解，可得出该系统的全部状态变量，从而可以对该过程系统进行工况分析
2，过程系统设计：当对某个或某些系统变量提出设计规定要求时，通过调整某些决策变量使模拟结果满足设计规定要求
3，过程系统参数优化：过程系统模型与最优化模型联解得到一组使工况目标函数最佳的决策变量（优化变量）。从而实施最佳工况
骨汤面
（二）过程系统模拟的三种基本方法：序贯模块法、面向方程法、联立模块法
方法 | 思路 | 优点 青春不败 | 兄弟情谊缺点 |
序贯模块法 | 按照由各种单元模块组成的过程系统的结构，序贯的对各单元模块进行计算，从而完成该过程系统模拟计算。 | 与实际过程的直观联系强； 模拟系统软件的建立、维护和扩充都很方便，易通用化； 计算出错时易于诊断出错位置 | 计算效率较低，尤其是解决设计和优化问题时计算效率更低 |
面向方程法（又称联立方程法） | 将描述整个过程系统的数学方程式联立求解，从而得出模拟计算结果 | 解算快； 模拟型计算与设计型计算一样； 适合最优化计算，效率高； 便于与动态模拟联合实现 | 要求给定较好的初值，否则可能得不到解。 计算失败后诊断错误所在困难； 形成通用化程序困难，难以继承已有单元操作模块。 |
联立模块法（又称双层法） | 将过程系统的近似模型方程与单元模块交替求解 | 可以利用前人开发的单元操作模块； 可以避免序贯模块法中的循环流迭代。 比较容易实现通用。 | 将严格模型做成简化模型时需要花费机时。 用简化模型来寻求优化时，其解与严格模型优化解是否一致有争论。 四川图书馆学报 |
| | | |
1. -序贯模块法：基本部分是单元模块（子程序），用以描述物性、单元操作以及系统其它功能。单元模块具有单向性特点。
(1) 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。
-实施序贯模块法进行过程系统模拟计算中必须要解决的问题简短干练入职自我介绍——如何选择断裂物流、 如何确定迭代序列。
-判断最佳断裂的准则：魑魅魍魉是什么意思
① 断裂的物流数最少；
② 断裂物流的变量数最少；
③ 断裂物流的权重因子之和最少；
④ 断裂回路的总次数最少。
i=1，…，m，代表回路；j =1，…，n,代表物流
(2) 回路矩阵
简单回路: 一个不可分割子系统包含若干个再循环回路。包含两个以上再循环物流，且其中的任何单元只被通过一次，称作简单回路。 。
回路矩阵：过程系统中的简单回路可以用回路矩阵表示。
矩阵：行→回路；列→物流。
牟墨林若某回路I中包括有物流j则相应的矩阵元素aji=1，否则为空白或零。
Upadyhe－Grens断裂法需要解决的两个问题：一是要有一种能把所有的有效断裂物流组都能搜索出来的办法；二是要能把最优断裂组从中选择出来。
有效断裂组：能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂流股组。
① 多余断裂组：如果从一个有效断裂组中至少可以除去一个流股，而得到的断裂组仍 为有效断裂组，则原有效断裂组为多余断裂组。或，存在二次断裂。
② 非多余断裂组：除多余断裂组外，为非多余断裂组。
例题：
解：回路矩阵为：
替代规则列表：
单元1：S5，S6 → S1
单元2：S1，S4，S7 → S2
单元3：S2 → S3，S4，S5
单元4：S3 → S6，S7
(3) 收敛单元模块:执行断裂物流变量收敛功能的模块。断裂物流变量的收敛问题实际上是个迭代求解非线性方程组的问题。
适合于收敛单元应满足要求： 对初值的要求不高；数值稳定性好；收敛速度快；占用计算机存储空间少。
(4) Wegstein方法与割线法有何关联？为什么ASPEN手册中，遇到断裂问题推荐前者，遇到设计问题又推荐后者？
Wegstein法与割线法是相通的.
隐式方程具有更大的普遍性，所以割线法常为人们所熟知。
在流程模拟领域中，物流回路多用显式方程描述的。因而多用Wegstein法。
2. 面向方程法
(1)面向方程法的核心问题是求解超大型稀疏非线性方程组傲气十足，
