天津大学现代化工设计概论大作业
现代化工设计概论大作业南港工业区化工生态工业园设计方案
学院名称化工学院
专业化学工程与工艺
学号
姓名万弘毅
2012 年 3 月 1 日
1.南港工业园简介：
南港工业区是天津市“双城双港”城市空间发展
战略规划的南港，位于滨海新区东南部，距离天津市
区45公里，距离天津机场40公里，距离天津港20
公里。抓住滨海新区开发开放的历史机遇，以国家产
业政策为导向，以“双城双港”战略调整为契机，充
分发挥临港、临海区位优势、统筹协调、以发展循环
经济、延长产业链为重点，以发展石油化工、冶金装备制造为主导，以承接重大产业项目为重点，以与产业发展相适应的港口物流业为支撑，建成综合性、一体化的现代工业港区。建成资源节约型、环境友好型生态工业园区。
作为其发展龙头的石化产业，其产业发展
总方向为利用港口条件和油气资源，依托中石
化、中石油等大企业，以乙烯炼化一体化项目
为龙头，发展原油深加工、化工深加工及精细
化工为一体的石化产业集群，建成港化联动、
生态安全的国家级石化产业基地。
乙烯炼化一体化：
第一代一体化阶段：
上世纪在欧州建一套一体化的40万吨/a的乙烯和700万吨/a的炼油厂。每吨乙烯成本可降低30－45美元，再加上乙烯原料优化所产生的效益20－80美元/t，乙烯总成本可节省50－125美元/t。
ＥＸＸＯＮ认为经济效益来源于：
①节省大量原料和产品的运费
②烯烃、芳烃高度综合利用带来的效益
③各种固定费用的降低
④节省投资，尤其是储运系统的投资
⑤全厂能源节约（主要是汽、电等公用工程）和氢气利用等产生的经济效益
⑥原料优化所产生的效益
第二代一体化阶段（成熟发展阶段）
第二代一体化四个特点：
集群化、大型化、一体化、园区化
近年来，我国建设的一体化炼油和石化装置都向大型化、规模化发展，大部分新建炼油常减压装置单套能力在800-1000万吨/a，新建乙烯装置单套产能在80-100万吨/a,下游装置能力也与之相配套，装置规模已经达到国际公认的经济规模水平。
这一类一体化石化联合企业的一个重要标志是:
炼油加工量1000万吨/a的炼厂可为产能100万吨/a乙烯提供充分的乙烯原料，也就是原油乙烯比在10：1左右。
为了降低投资和加快建设进度不少乙烯项目采用短流程配置方式，在乙烯下游建设30-60万吨/a产能的聚乙烯和30万吨/a的聚丙烯。可有利于在比较短的时间内增产较多聚烯烃，减少我国聚烯烃大量进口的问题，不失为一种快速提升我国石化工业产能的方案。
2.南港工业园发展化工工业发展的SWOT分析：
运用SWOT分析技术对天津市滨海新区南港工业区石化工业发展进行分析，可以找出天津地区发展石化产业存在哪些机会，以及天津市发展石化产业的自身优势及劣势。
2.1.1国际能源市场需求旺盛，为石化及相关产业发展打开市场空间
原油资源为代表的世界能源市场价格不断创出新高。能源价格的上涨促进了石油相关产业投资蓬勃发展，为相关行业提供了市场基础，打开了市场空间。
2.1.2天津市石化支柱产业龙头作用明显
石油、天然气、化工行业在天津获得很好发展，并成为天津市的支柱产业之一，在开发和科学研究投入方面也有所侧重。主导产业的存在为产业链延伸及相关产业的发展提供了必要基础。一方面，这些行业的发展存在市场需求、产业环境的基础，积累了经验、人力资源丰富；另一方面，天津特有的优势环境，为这些行业的发展壮大提供了空间，为这些产业向外扩张及扩大出口，提供了可能与必要的条件。
2.1.3发展海洋石油相关产业，避开激烈竞争
天津大港地区主要油气开发包括陆上油气资源的开发和海上油气资源的开发，在环渤海经济区域内的特色突出，也是天津特有的独特优势。
2.2天津市石油化工行业发展的挑战分析
2.2.1面临石化行业发展的挑战
国内油气资源不足，影响国民经济的发展，急需开发国内油气田，国内油气资源不足严重制约乙烯等化学工业的发展。
2.2.2面临石化行业发展的挑战
转变经济增长方式也给石油化工行业带来挑战，石油化工转变增长方式（包括节能、节水、节省土地资源、加强综合利用、提高科技含量）迫在眉睫。
2.2.3面临城市可持续发展的挑战
重化工业，重型制造业等行业对环境造成的冲击大，不利于天津城市化建设的发展，对天津地区自然环境和城市环境的保护和开发提出了挑战。
2.2.4同处渤海经济圈的辽宁和山东相关产业发达，未来地区内部竞争激烈
辽宁省和山东省都是工业发达省份，与天津有相似的工业基础与油气资源，且工业产业结构相似。人力资本的争夺、投资资本的争夺激烈。
2.3 天津市油气工业发展的优势分析
2.3.1区位条件优越
天津区位条件优越。天津港是我国北方第一大港，也是我国沿海港口码头功能最齐全的港口之一，并跻身于世界港口20强。天津已基本形成以港口为中心的海陆空相结合立体交通网络。铁路和公路辐射华北、西北、东北广大地区。对内拥有200万平方公里的辽阔腹地，对外与170多个国家和地区的300多个港口通航。天津滨海国际机场是目前北方最大的货物空运中心，天津机场航线达到65条，通航城市54 个。
2.3.2国家支持滨海新区发展
国家在全国炼油和乙烯发展规划中，将天津确定为重点支持发展的以千万吨级炼油、百万吨级乙烯为代表的国家级石化产业基地，国家将天津列为第二批原油和成品油战略储备基地。
2.3.3适合石化产业发展良好基础
天津具有建设大型石化产业基地的产业基础。在全国工业城市中，天津工业的规模、总产值、经济效益等均居前列。
2.3.4科技人力资源丰富
有南开大学、天津大学等高等学校37所，自然科学研究机构150多个，自然科学和社会科学各类专业技术人才近50万人，其中石化及化工行业从业人员达22 万人。
2.4天津市油气工业发展的劣势分析
2.4.1陆地油田产量下降
30 多年来，大港石油生产基本稳定，但后期产量开始出现缓缓下降。
2.4.2探明了很多油气资源但是没有开采出来
在石油行业实施技改的企业中,只有少数采用了进口设备和技术,多数仍以国产设备和工艺为主,而少数引进的设备和技术又往往并不是最先进的。科研投入少、技术开采自主创新不足。
结论：结合国外生态工艺园经验以及swot分析所诉，南港石化产业发展要注意以下几点：
1.园区建设规模大
例如荷兰的鹿特丹工业园，沿江两岸绵延几十公里，几乎集聚了世界上所有知名化工公司的石油化工生产装置。
2.化工装置优化配置
装置之间基本是由管道连接，不管装置是否属于同一个公司，相互间都配套和谐，生产规模匹配，资源配置优化。
3.园区建设实现五个“一体化”
一是项目设计一体化。利用化工产品上下游关联的特点，形成化工项目链。
二是公用工程一体化。对园区能源供应进行统一规划、集中建设，形成一体化的"公用工程岛"。
三是物流传输一体化。通过输送管网、仓库、码头、铁路和道路等，形成园区内一体化的物流运输系统。
四是环境保护一体化。园区内设立环保中心，统一处理废水、废气、废渣。
五是园区管理服务一体化。为驻园业主提供一站式服务，寓管理于服务之中。
4."隔墙供应"
"隔墙供应"是指长期、稳定、近距离并以管道相连接的直接销售方式。通过实施"隔墙供应"，一是保证下游生产企业的原料供应；二是减少运输费用；三是避免贮存费用；四是减少营销费用，可谓一举多得。国外许多化工园区都非常好地体现了这一特色。
5.强调供应链管理
化工园区便于化工产业链的形成。21世纪企业之间的竞争必然导致供应链之间的竞争，加强供应链的管理是园区企业管理的一项很重要的内容，例如：实行准时制生产；物料、资金和交易"三流合一"；实现装置原料的零库存；减少物流成本（增加第三利润源）；信息共享等。通过利益相关者共同营造效益环境，可规避风险，实现装置系统最优化。
3.南港工业区化工生态工业园构建方案设计
南港工业区化工生态工业园生产能力如下：
1、炼油生产能力2000万吨/年；
2、乙烯生产能力150万吨/年；
3、聚乙烯生产能力16万吨/年；
4、聚丙烯生产能力6万吨/年；
5、环氧乙烷/乙二醇生产能力3.3/6.3万吨/年；
6、对苯二甲酸生产能力30万吨/年；
7、纯苯生产能力14万吨/年；
8、聚碳酸酯工程塑料（PC）生产能力20万吨/年。
根据以上数据，逐条分析探讨生产工艺的优劣：
3.1 炼油
此图为一般石化炼油路线图。关键是以乙烯炼化一体化项目为龙头，发展原油深加工、
化工深加工及精细化工为一体的石化产业集群。
3.2 乙烯的制备
3.2.1乙烯的简介
乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的70%以上，在国民经济中占有重要的地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。
3.2.2常用方法
工业上用烃类裂解的方法获得乙烯，烃类裂解生产乙烯的主要过程为：
原料→热裂解→裂解气预处理→裂解气分离→乙烯、丙烯及联产物
国际上主要乙烯专利商：
（乙烯生产技术---管式炉蒸汽热裂解）
?ABB Lummus /SRT型炉
?Stone & Webster /USC型炉
?KBR
?Linde(Selas) /LSCC
?Technip(KTI)
典型裂解气分离流程：
?顺序分离流程（Lummus,TP,KBR)
脱除重烃、压缩后按碳一、碳二、碳三…..顺序分离。
?前脱乙烷流程(Linde)
脱除重烃、压缩后先将碳二及更轻组分与碳三及更重组分分开，再进行分离。
?前脱丙烷流程(S&W,KBR)
脱除重烃、压缩后先将碳三及更轻组分与碳四及更重组分分开，再进行分离。
3.2.3生产方法的比较与选择
1)各专利商都拿出数据和研究成果说明自己的流程是先进的，因为都是生产证
明了的成熟的乙烯专利技术。
2)没有取得一致意见的结果是，各有千秋，裂解气压缩机功率顺序分离流程最
大，前脱丙烷最小；丙烯压缩机功率前脱丙烷最大；乙烯压缩机功率前脱乙
烷最小。
3)前脱丙烷流程能耗略低，较适合于大型乙烯装置。
结论：因为工业区建设大型乙烯装置，所以适合用前脱丙烷流程(SW,KBR)。而S&W因为与天津石化已经有了项目，故采用S&W公司的技术。
?S&W公司工艺技术
S&W公司是著名乙烯专利商之一。在世界范围内已有120多套乙烯装置采用了S&W技术，相当于目前世界上30%的乙烯生产能力。而且，自1990年以来
世界上400/0的新增生产能力采用了S&W技术。在加拿大Novachen, S&W建造了
生产能力最、的乙烯装置〔127万吨每年）。在中国，大庆、天津、茂名、广州和
上海石化乙烯采用了技术。
?公司专利技术主要特点：典型前脱丙烷前加氢流程
1)带减粘和盘油取热的急冷油塔系统
2)五段裂解气压缩，二段出口设置汽油气提塔，四段出口设置碱洗塔
3)和压缩机五段组成热泵的前端双塔双压脱丙烷系统，分离出大部分的碳三组
分
4)前端乙炔部分加氢系统，催化剂运行周期长，无需再生和备台。催化剂需进
口。
5)带HRS的高压激冷，减少乙烯损失
6)两段氢、甲烷分离，带尾气压縮机，提高氢气收率
7)预脱甲烷、脱甲烷塔进料分配器、高压脱甲烷组成脱甲烷系统，塔顶设置甲
烷膨胀机
8)和乙烯制冷组成开式热泵的低压多股进料乙烯精熘系统。传统的高压丙烯精
馏和低压碳四分离
9)丙烯、乙烯复叠制冷、高压脱甲烷塔甲烷膨胀机、甲烷、氢尾气压縮机组成
10)全部的制冷系统
11)独立的废碱处理系统〔含专利设备）
3.3 聚乙烯的制备
3.3.1聚乙烯简介
乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
3.3.2常用方法
聚乙烯生产的化学方程式：
国际上主流为以下方法：
?Unipol工艺
?Innovene工艺
?Borstar工艺
?Spherilene工艺
3.3.3生产方法的比较与选择
分析上述工艺技术，各种工艺都有自己的特色和不足，Unipol工艺和Innovene工艺基本相似，都是单一流化床反应器，采用的催化剂也类似，产品也类似，只是Unipo工艺采用了超冷凝技术，其反应循环气中可带有一定量的液体一起进人反应器；而Innovene工艺采用了增强冷凝技术，其反应循环气中的液体先分离出来再通过特殊的喷嘴进人反应器。此2种工艺最大的缺点是不能生产双峰产品，当采用不同的催化剂牌号时过渡料多。
Borstar工艺采用超临界技术，由淤浆环管反应器和气相流化床反应器组成，使用单一催化剂，催化剂需预聚，其主要缺点是操作压力较高,工艺不太成熟，产品牌号少。
Spherilene工艺采用球形粒子技术和反应器级共混技术，由1台淤浆预聚反应器和2台气相流化床反应器组成，使用单一催化剂，产品范围宽，可生产双峰产品，牌号切换容易，过渡料少。其主要特点是聚合反应的产品颗粒尺寸可以控制，直接从反应器中生成球形粒子状的聚合物,有可能省掉造粒工段。该工艺的缺点是设备台数相对较多。
聚乙烯工艺技术经济比较见下表
根据以上比较，新建聚乙烯装置的工艺技术可采用Spherilene工艺，原因如下：
(1)从不同工艺的物耗、能耗、产品质量和投资等方面考虑，技术具有较明显的优势。
(2) Spherilene工艺使用高效球形钛催化剂，催化剂品种单一，牌号切换容易，过渡料少，操作平稳，聚合物呈球形，产品范围宽。直接从反应器中生成球形粒子状的聚合物，
可省掉造粒工段，从而大大降低能耗；同时，投资费用比其他气相工艺的装置可减少20%。
(3)国内其他大的石化公司拟建的聚乙烯装置有：扬子—巴斯夫一体化项目中规划建设一套30万33的高压聚乙烯装置，采用BASF 工艺；上 海石化与美国Phillips 公司合资增建淤浆法HDPE 装置25万t/a ，采用Phillips 工艺；上海石化与英国BP 公司合资新建30?40万全密度聚乙烯装置，采用BP 工艺；福建炼化公司拟与美国Exxon —UCC 公司合建40万全密度聚乙烯装置，采用UCC 工艺；天津石化与道化学合资拟建40万聚乙烯装置；兰州石化与Phillips 合资拟建40万HDPE 装置，采Phillips 工艺。为避免国内同业产品的激烈竞争，有必要选择国内目前没有的、具有广阔发展前景的工艺技术。
(4)在选择生产工艺技术时，除了要考虑工艺的经济性外，还要考虑技术进展、装置生产能力、专利商的支持和用户条件等因素。
3.4 聚丙烯的制备
3.4.1 聚丙烯的简介
无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。 3.4.2 常用方法
丙烯聚合反应的机理相当复杂，一般来说，多为人们接受的是阴离子配位聚合机理，可以分为四个基本反应步骤：活化反应形成活性中心、链引发、链增长及链终止
活化：助催化剂TEAL 与载体催化剂表面的四氯化钛反应，将Ti4+还原为Ti3+，被还原的Ti 即被活化，并形成了TEAL-TiCl4化合物，Ti 作为聚合反应的活性中心。 引发：丙烯分子插入活性中心开始形成大分子链。
增长：丙烯分子在活性中心连续插入，聚合物链从催化剂颗粒表面开始增长，Ti-C 键的插入可以有两种方式发生：
氢气存在下，上面两种大分子链可以分别形成异丙基或正丁基端基。
终止：链终止反应主要有以下三种方式：
1）向单体链转移：
P )C(CH CH CH CH CH Ti CH CH CH P )CH(CH CH Ti 323223232-=+---→-=+---
2）向助催化剂转移：
P )CH(CH CH Al R R T i AlR P )CH(CH CH T i 322332---+-→+---
3）向氢气转移：
P )CH(CH CH H T i H P )CH(CH CH T i 33232--+-→+---
这三个转移反应中，向氢气转移是最有效的链终止方式。因此，氢气用作聚合物
分子量的控制剂。
P )CH(CH CH Ti CH CH CH P Ti 3232---→-=+-P
CH )CH(CH Ti CH CH CH P Ti 2332---→-=+-P
)CH(CH CH )CH(CH CH TiH H P )CH(CH CH )CH(CH CH Ti 3
23323232----+→+-----P )CH(CH )(CH CH TiH H P )CH(CH CH CH )CH(CH Ti 332323223--+→+-----
聚丙烯生产工艺有如下：
?液相本体法- 环管法聚丙烯工艺技术BASELL的Spheripol技术
?气相本体法- 卧式搅拌釜innoven气相法技术
?气相本体法–立式气相搅拌釜ABB的Novolen气相法技术
?气相本体法–立式气相流化床DOW的Unipol气相法技术
3.4.3生产方法和比较
近年来，世界上气相法和本体法工艺的聚丙烯生产装置的比例逐年增加，世界各地在建和新建的聚丙烯装置将基本上采用气相法工艺和本体法工艺。根据NTJ公司称，1997年以来，世界范围许可聚丙烯新增能力的55%都是采用Novolen气相工艺，今后气相法工艺还将有逐步增加的趋势。
结论：由此结合其他因素，选择ABB的Novolen气相法技术
同时Novolen气相工艺具有如下特点：
1)聚合反应是在一台或二台串联的立式搅拌反应器中进行，其搅拌器为双螺带
型，搅拌效果是使聚合物粉料沿反应器壁向上移动，但不形成流化状态，并使反应器中没有死区。若生产抗冲共聚物则需要二台反应器。
2)该工艺生产的产品牌号较多，聚合物的MFR=0.3~75,等规度=95-97%以上，无
规共聚物的乙烯含量可达6%，抗冲共聚物的乙烯含量可达30%。产品的具体种类有均聚、无规共聚、三元共聚和抗冲共聚，取决于反应系统的设置
3)Novolen工艺使用的BASF公司的高活性催化剂PTK4，活性较高，而且不需要
预聚合，并且产品的粒度分布窄。
4)操作方便，产品切换时间短；系统内丙烯贮存量小，安全性好；反应器设备
材料为低温碳钢
3.5 环氧乙烷的制备
3.5.1环氧乙烷的简介
环氧乙烷是一种有机化合物，化学式是C2H4O，是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，因此有强烈的地域性。被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。
3.5.2常用方法
?氯醇法工艺
?空气直接氧化法
?氧气直接氧化法
空气直接氧化法和氧气直接氧化法都属于直接氧化法
3.5.3生产方法和比较
氯醇法生产环氧乙烷，由于装置小、产量少、质量差、消耗高，因而成本也高，与大装置氧化法生产的高质量产品相比已失去了市场竞争能力。而空气直接氧化法和氧气氧化法这两种氧化方法均采用列管式固定床反应器。反应器是关键设备，与反应效果密切相关，其反应过程基本相同，包括反应、吸收、汽提和蒸馏精制等工序。但是氧气氧化法与空气氧化法相比前者具有明显的优越性，主要体现在以下几个方面：
1)流程：空气法需要空气净化系统和二次反应器与吸收塔等，以及尾气催化转化器与热量回收系统；氧气法需要分离装置和二氧化碳脱除系统。氧气氧化法与空气氧化法相比，前者工艺流程稍短，设备较少，建厂投资少。
2)催化剂：生产中催化剂的用量直接影响到产品成本的高低。影响催化剂使用量多少
主要有两个因素。一方面是催化剂的性能，如催化剂的选择性及转化率等。氧化法在这方面比较有利，因为选择性高，催化剂需要量少。另一方面是催化剂中银的质量分数，德国Hals公司空气法催化剂银的质量分数约20%；而Shell公司氧气法催化剂银的质量分数仅为10%左右，同样体积的催化剂；含银量几乎相差50%
3)反应器：在同样生产规模的前提下，氧气法需要较少的反应器，而且，反应器都是并联操作。空气法需要有副反应器，以及二次吸收和汽提塔等，增加了设备投资。收率和单耗：氧气法环氧乙烷收率高于空气法，而且乙烯单耗较低。反应温度：氧气氧化法反应温度比空气法低，对催化剂寿命的延长和维持生产的平稳操作较为有利。
结论：综上所述，氧气氧化法无论是在生产工艺、生产设备、产品收率、反应条件上都具有明显的优越性，因此目前世界上的EO/EG装置普遍采用氧气氧化法生产。
3.6 对苯二甲酸的制备
3.6.1对苯二甲酸的简介
对苯二甲酸简称TPA，分子式为C8H6O4；HOOCC6H4COOH，是产量最大的二元羧酸，主要从对二甲苯制得，是生产聚酯的主要原料。常温下为固体。加热不熔化，300℃以上升华。若在密闭容器中加热，可于425℃熔化。常温下难溶于水。主要用于制造合成树脂、酸成纤维和增塑剂等。
3.6.2常用方法
目前世界PTA生产厂家采用的技术虽有差异，大致可分为以下两类：
（1）精PTA工艺此工艺采用催化氧化法将对二甲苯（PX）氧化成粗TA，再以加氢还原法除去杂质，将CTA精制成PTA。这种工艺在PTA生产中居主导地位，代表性的生产厂商有：英国石油（BP）、杜邦（Dupont）、三井油化（MPC）、道化学－因卡（Dow-INCA）、三菱化学（MCC）和因特奎萨（Interquisa）等。
（2）优质聚合级对苯二甲酸（QTA、EPTA）工艺此工艺采用催化氧化法将PX氧化成粗TA，再用进一步深度氧化方法将粗TA精制成聚合级TA。此工艺路线的代表生产厂商有三菱化学（MCC）、伊斯特曼（Eastman）、杜邦（Dupont）、东丽（Toray）等。生产能力约占PTA 总产能的16％。两种工艺路线差异在于精制方法不同，产品质量也有所差异。即两种产品所含杂质总量相当，但杂质种类不一样。PTA产品中所含PT酸较高（200ppm左右），4－CBA较低（25ppm左右），而QTA（或EPTA）产品中所含杂质与PTA相反，4－CBA较高（250ppm 左右），PT酸较低（25ppm以下）
工业化的精对苯二甲酸制备工艺很多，但随着生产工艺的不断发展，对二甲苯高温氧化法成为制备精对苯二甲酸的最主要的生产工艺，这种工艺在对苯二甲酸的制备工艺中占有绝对优势。对二甲苯高温氧化工艺是在高温、高压下进行的，副反应较多；而且由于温度高、压力大对设备本身的要求就高。因此工艺改进主要就集中在降低氧化反应温度和降低氧化反应的压力两个方面。有如下发展：
?对二甲苯(PX)高温氧化法。
?高温氧化工艺改进
?温和反应条件的对苯二甲酸工艺
3.6.3生产方法和比较
对二甲苯(PX)高温氧化法。对二甲苯高温氧化法由氧化、精制和辅助系统组成。该工艺以对二甲苯为原料，经空气催化氧化、加氢精制、结晶分离等工序制成。催化氧化是对二甲苯在催化剂存在下，于190-230℃，压力1.27-2.45MPa的条件下，用空气氧化得到粗对
苯二甲酸。加氢精制是将对二甲苯氧化过程中尚未反应完全的4-羟基苯甲醛(4-BCA)转化为可溶于水的甲基苯甲酸，然后除去。加氢精制反应要在较高压力(约6.8MPa)和较高温度（约280℃）的条件下进行。对苯二甲酸加氢产物再经结晶分离和干燥，就得到可用于纤维生产的精对苯二甲酸。对二甲苯高温氧化法流程简单，反应迅速，收率可达90以上。
结合当今PTA技术发展以降低投资、减少物耗能耗、提高产品质量、最终增强竞争力为核心。明显的技术发展趋势是生产系列大型化、工艺流程简化、装置布局紧凑，工艺操作低温、低压，以及强化环保设施等。选择对二甲苯(PX)高温氧化法。
3.7 纯苯的制备
3.7.1纯苯的简介
苯（Benzene, C6H6）在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
3.7.2常用方法
目前世界上纯苯生产主要来自于石油馏分催化重整生成油和裂解汽油，少部分来自煤焦油。主流技术如下：
?催化重整生产苯
?高温裂解制乙烯副产苯
?煤加工副产苯
?轻质烃芳烃化生产苯
3.7.3 生产方法选择
就全球范围来看，经石油炼制和乙烯工业生产纯苯的装置各占总产能的38%，经甲苯岐化生产纯苯的装置占19%，煤焦油生产纯苯的装置占5%。从长远发展看，随着乙烯装置的增加，乙烯装置副产纯苯的比例将有所上升。
结论：主要采用高温裂解制乙烯副产苯。
3.8 聚碳酸酯的制备
3.8.1聚碳酸酯的简介
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。
3.8.2常用方法
自1898年Einhorn通过二羟基苯在吡啶溶液中进行光气化反应，首次合成出PC之后，在PC合成工艺的发展历程中，出现过很多合成方法，如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法、部分吡啶法、光气界面缩聚法、熔融酯交换缩聚法、固相缩聚法等等，但迄今为止，实现工业规模生产的只有光气界面缩聚法和熔融酯交换缩聚法两种工艺。目前，PC生产技术主要有溶液光气法、界面缩聚光气法、酯交换熔融缩聚法和全非光气法，前两者统称为光气法。具体如下：
?溶液光气法
?界面缩聚光气法
?酯交换熔融缩聚法
?非光气酯交换熔融缩聚法(全非光法)
3.8.3生产方法选择
其中非光气酯交换熔融缩聚法因工艺过程中彻底不使用光气，是在酯交换法生产工艺的基础上开发成功，属绿色环保工艺路线，又称全非光法。其生产工艺也分为两步：
①酯交换法合成DPC：苯酚+DMC→DPC；
②DPC+BPA→PC。首先，以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DMC)；
其次，苯酚和DMC反应首先生成甲基苯基碳酸酯(MPC)，然后MPC和苯酚进一步反应生成DPC，同时MPC发生歧化反应也生成DPC。得到非光法DPC后，在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。该法与光气法及酯交换法相比，有以下优点：
①不使用剧毒的光气和溶剂二氯甲烷，无脱溶剂和水洗脱盐工序，流程简单，大大降低了对环境的污染；
②产品质量高，聚碳透明度可达98%，达到光学级聚碳酸酯性能指标，可用来制造光盘类光电子产品；
③副产品甲醇和苯酚可循环使用，降低原料成本。
根据生成碳酸二甲酯所采用的原料的不同，分别有GE 公司以甲醇、一氧化碳和氧气为原料，经氧化、梭基化等反应制成DMC;日本旭化成公司开发的非光气酯交换法有独特的创意，使用二氧化碳、环氧乙烷(EO)和双酚A(BPA)作为主要原料生产聚碳酸酯(PC)，副产乙二醇(EG)。该工艺既不使用光气，也不使用二氯甲烷，产生很少的废物，是一项污染小的新工艺。
综合环境效益与经济效益，前世界各大聚碳酸酯公司已先后建立起了非光气酯交换法的工业装置。故选择用非光气酯交换熔融缩聚法(全非光法)。
4.总规划
根据生产能力，初步的简易产品链如下图：
在此基础上，我们构建化工生态园时，还应该以发展循环经济为基础，做到以下三点：
〔1〕企业内部的循环经济模式一清洁生产
大力推行清洁生产，从生产的源头和全过程充分利用资源，使生产企业在生产过程中废物最小化、无害化、资源化，以单个企业内部物质和能量的微观循环作为主体的企业内部循环经济产业体系。
〔2〕企业之间的循环经济模式一生态园区
其方式是把不同的工厂联结起来，形成共享资源和产品互为利用的产业共生组合，使得一家工厂的废气、废热、废水、废渣等成为另一家工厂的原料和能源，从而实现园区的物质、能量利用的最大化和废物排放量最小化。
〔3〕区域之间的循环经济模式一循环型社会
实现区域终端产品或废弃物的物质与能量、信息的循环。该循环强调利用再生资源进行生产，节约自然资源，遏制废弃物的泛滥；强调区域经济的协调性，避免重复建设。从社会整体循环的角度看，应大力发展废旧物品调剂和资源回收产业社会静脉产业），在整个社会的范围内形成"资源一产品一再生资源"循环经济发展模式，完成社会的大循环。
结合循环经济的理念，综合上述各种产品的生产工艺的比较与选择，尽可能地做到节能降耗减排（二氧化碳等废气）、原子经济性（变废为宝、循环利用）、零排放（环境友好）。我们最终得出了以下优化结果：（见下页）
流程示意图
燃料-化工炼油厂加工流程
燃料-化工炼油厂加工流程展示了将原油充分利用的各个途径，不同压层的馏分生成不同的产品，轻汽油主要生成各种芳烃；常压蒸馏得到的馏分主要得到煤油、汽油、柴油；减压蒸馏主要获得短链烯烃和烷烃。
化工厂产品流程
①在巯基乙酸、含氯乙酸、氢氧化钡等催化剂或离子交换树脂存在下，由苯酚和丙酮缩合而制得；
②合成氨原料气，含一氧化碳的气体可被铜氨溶液（醋酸、甲酸、碳酸或氯化亚铜的氨溶
液）吸收，吸收后的溶液在减压和加热下发生解吸，从而得到纯度高的一氧化碳；
③主反应：
+3O
2+2H2O
厂区间物质与能量流动图
厂区间物质与能量流动图中：
1燃煤发电厂产生的余热、热水、水蒸气、灰渣都可得都充分利用；
2工业区产生的污染物都得到了有效的处理，如污水进入人工湿地通过自然降解及种植的吸收污染物的植物净化；
3天津近海，可利用其优势，利用先进的淡化海水技术，为居民区提供淡水，为工业区提供浓盐水；
4在工业区内，尤其是居民区周围多种植除污树种，用生态方法防治污染。
3
废物处理场之间的能量与物质利用图
废物处理场中利用先进技术使废物得到再利用：
①利用氨吸收液将排放气中的二氧化硫回收转化为硫酸铵，不产生二次污染，得到的硫酸铵符合GB-353标准，是将污染物全部资源化的技术;
②吸收塔釜中的吸收剂（富液）由泵输送，经换热冷却器加热后进入脱吸塔脱吸。被脱吸了大部分二氧化碳的吸收剂（贫液）经换热冷却器冷却后返回吸收塔。由脱吸塔脱吸出的CO2经冷却冷凝器冷却并除去大部分水分后进入纯化系统。经过压缩、除湿、脱硫、脱烃、制冷等工序，得到最终产品-食品级的CO2③污泥经过先进的生物技术处理，也能变废为宝――不但能提取出工业用微生物蛋白质，还能作为绿化土或有机肥。采用该技术处理1万吨污泥，相对于填埋处理可以节约土地15亩，相对于焚烧处理可以节约燃煤700吨，直接减排二氧化硫2.4吨、二氧化碳1400吨，并可回收750吨蛋白溶液和4000吨绿化土。
结束语：综上，在对南港化工园区区位优势分析的基础上，结合生产能力数据逐条分析各产品的最适宜生产工艺，同时结合循环经济的理念，全面分析统筹设计出最终的产业链、能量链、产品链的构建方案。达到了节能降耗减排（二氧化碳等废气）、原子经济性（变废为宝、循环利用）、零排放（环境友好）的目标。
5.设计感言：
首先，非常荣幸这个学期选上了王先生的课，同时还接到了这样有挑战性的一份作业。老实说，刚拿到这份作业时，确实很不忿，觉得这作业难度太大，觉得老师这是强人所难。不出意外，最开始接到这份作业时，自己完全没有思路动笔，真是无从下手。假期在家的时候，在网上收集了很多资料，也看不出个所以然。所以，来到学校后，为了作业，自己与同学都提前了10天来到学校，互相商量，互相探讨。在这基础上，自己还去拜访了3位老师，从他们那也得到了不少宝贵的意见与创造性的启发。自己在完成这份作业的途中，自己也渐渐对一个真真正正的工业生产过程有了个总的认识，不只是书本上的图片与文字，而是心中的一个立体的构型。所以，我得感谢先生布置了这样一份作业，不仅加深了我们对这门课程、对这个行业的认识同时也鞭策我们这些本应该主动去学习的学生去了解自己的专业，鞭策我们走出校园，将眼光放在实际的生产过程，学工科得学生也应该如此。
同时，在完成作业的途中，我习惯了去图书馆、去数据库翻查数据；学会了将书本所选的知识学以致用，如管理概论里学的SWOT分析法；锻炼了计算机word、powerpoint、FineReader等程序的运用；学会了文献的阅读方式。最重要的是锻炼了自己的全面思考能力。完成这样一份有难度的作业，同样带给自己一种无与伦比的成就感。再次感谢王先生，学生祝王先生身体健健康康，科研上再接再励，为中国化工再添上浓墨重彩的一笔。
最后自己做个纪念，纪念这有意义的作业
您的学生：万弘毅
化工工程与工艺10级
2012年3月1日
参考资料：
瞿国华，上海石油学会，《炼化一体化策略在中国石化工业发展中的重要地位及其产业特征》
佘延双、沙景华，中国地质大学人文经管学院，《天津市石油化工行业发展战略研究》顾宗勤，北京（100083），《我国化工园区的建设和发展》
韩冬冰，《化工工艺学》
天津石化公司，《天津乙烯工艺路线》
吕国林、张明，《聚乙烯生产技术比较与选择》
中国石化，《聚丙烯工艺技术综述》
杜玉如，《纯苯生产技术进展及市场分析》
James hwang，《浅谈pta生产技术及工艺流程》
金栋，《聚碳酸酯的生产及应用改性技术进展》
许朝阳，安徽省化工设计院，《循环经济在化工园区规划中的应用》
天津泰达，《现代化工设计概论作业》
机电产品现代设计方法大作业
课程名称：机电产品现代设计方法 上课时间：2014年春季 雷达底座转台设计 姓名： 学号： 班级：1108103 所在学院：机电工程学院 任课教师：金天国张旭堂
1．设计任务 雷达底座转台设计：一个回转自由度，如下图1.1所示。 图1.1 承载能力：500kg 被测件最大尺寸： 台面跳动：0.02mm 台面平面度：0.02mm 台面布置T型槽，便于安装负载 方位转角范围： 具有机械限位和锁紧机构 角度位置测量精度： 角度位置测量重复性： 角速范围： 2．设计流程 根据机电产品现代设计方法，其设计流程大致如下图2.1所示。 图2.1
根据上图所示，整个设计过程可分为四个阶段：功能设计、总体方案设计、详细设计和设计。 功能设计部分，是在结合所给出的重要性的要求及用户可能的功能目标需求的前提下，对转台的功能进行定义分析，将每一个功能细化为一个个的功能元，利用QFD图对实现各种功能的所对应的技术的相对重要性进行分析，相对重要性较高的功能技术便是设计的重点所在。 总体方案设计部分，通过利用SysML语言来明确各部分之间的功能参数和参数约束关系，并完成草图的设计。 详细设计部分，需要使得零件实现其预定的功能，并保证其精度和强度的设计要求。在详细设计阶段主要是利用cad等三维建模软件，完成系统的3D图，并生产对应的2D图，完成整个设计。对于重要的零部件需要利用有限元软件进行仿真分析，保证其可靠性。最后还需要应用动力学和运动学仿真软件进行相关的动力学和运动学分析，确定设计系统满足功能目标要求。 设计总结部分，是对整个设计过程进行反思和总结，考虑整个设计过程中存在的不足和所运用的相关知识。 3.QFD需求-功能-技术分析 QFD(全称Qualification Function Deployment)，是用来对所设计的系统进行总体设计规划的工具。QFD主要功能是能够实现工程设计与消费者或用户需求之间的紧密连接，根据消费者需求和用户目标实现对设计过程的实时修改和控制，把用户的功能目标在整个设计过程中得以体现，并根据需求的重要性对整个系统做出相应的设计规划，有重点的进行设计。 本设计根据用户对于雷达底座转台的功能重要性的需求，首先给出其需求和功能之间的联系，如下图3.1所示的质量屋，屋顶为系统的功能，包括驱动元件的转速、体积、重量，及传动元件和传感器的可靠性等，左侧围用户对于系统的功能目标的需求，由用户直接给出的功能，如角度位置测量精度：、角度位置测量重复性：、角速范围： 等和用户潜在的功能需求，如人机交互、成本、节能等方面的需求组成。 图 3.1中各功能需求后面的数字代表着这些功能的相对重要性，即importance of whats，其数字越大代表其重要性越高，用户对于这些需求的重要性之和应该等于100。质量屋屋顶代表各部分功能之间的相互联系，分为positive、negative和不明确三种情况。
现代设计方法习题答案
3.用梯度法求下列无约束优化问题：MinF(X)=x12+4x22，设初始点取为X(0)={2,2}T，以梯度模为终止迭代准则，其收敛精度为5。 1)求初始点梯度▽F(X) ▽F(X)={2x1,8x2}T▽F(X(0))={4,16}T (2)第一次搜索 |▽F(X(0))|=16.5,S(0)=- ▽F(X(0))/16.5=-{0.243,0.97}T α(0)=2.157 X(1)=X(0)+α(0)S(0)={1.476,-0.923}T ▽F(x(1))={2.952,-0.738}T |▽F(x(1))|=3.043<5.0 故满足要求，停止迭代。 最优点X*={1.476,-0.0923}T 最优值F(X*)=2.21 4.
5.
6. 用外点法求解约束优化问题： ()()12211221min ..0()0 f X x x s t g X x x g X x =+=-≤=-≤ ， 收敛准则：(1) ()0.10.01k k X X εδ+-≤=，约束容限＝ 解：（1）利用外点法惩罚法构造无约束优化问题 () ( ) 12()22()212121(min ,()() k k k x x X r x x r x x r x +??Φ=?++-+-??可行域内）（可行域外） （2）此例只是为了说明外点法的思路，用微分法求解上述无约束优化问题。 用极值条件求解： 在可行域内：偏导数不可能等于0，即可行域内无极值 在可行域外，令： ()2()11211 ()2122 14()2012()0k k k r x x x r x x r x x x ?Φ =+-+=??Φ =--=?
天津大学化工原理课程设计实例
《化工原理课程设计》报告 48000吨/年乙醇~水 精馏装置设计 年级 专业 设计者姓名 设计单位 完成日期年月日 1
目录 一、概述 (4) 1.1 设计依据 (4) 1.2 技术来源 (4) 1.3 设计任务及要求 (5) 二：计算过程 (5) 1. 塔型选择 (6) 2. 操作条件的确定 (6) 2.1 操作压力 (6) 2.2 进料状态 (6) 2.3 加热方式 (6) 2.4 热能利用 (7) 3. 有关的工艺计算 (7) 3.1 最小回流比及操作回流比的确定 (8) 3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算 (8) 3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 (9) 3.4 热能利用 (9) 3.5 理论塔板层数的确定 (10) 3.6 全塔效率的估算 (11) N (12) 3.7 实际塔板数 P 4. 精馏塔主题尺寸的计算 (12) 4.1 精馏段与提馏段的体积流量 (12) 4.1.1 精馏段 (12) 4.1.2 提馏段 (14) 4.2 塔径的计算 (15) 4.3 塔高的计算 (17) 5. 塔板结构尺寸的确定 (17) 5.1 塔板尺寸 (17) 5.2 弓形降液管 (18) 5.2.1 堰高 (18) 5.2.2 降液管底隙高度h0 (18) 5.2.3 进口堰高和受液盘 (19) 5.3 浮阀数目及排列 (19) 2
5.3.1 浮阀数目 (19) 5.3.2 排列 (19) 5.3.3 校核 (20) 6. 流体力学验算 (20) h (20) 6.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) p h (21) 6.1.1 干板阻力 c h (21) 6.1.2 板上充气液层阻力 1 6.1.3 由表面张力引起的阻力h (21) 6.2 漏液验算 (21) 6.3 液泛验算 (22) 6.4 雾沫夹带验算 (22) 7. 操作性能负荷图 (23) 7.1 雾沫夹带上限线 (23) 7.2 液泛线 (23) 7.3 液体负荷上限线 (24) 7.4 漏液线 (24) 7.5 液相负荷下限线 (24) 7.6 操作性能负荷图 (24) 8. 各接管尺寸的确定 (26) 8.1 进料管 (26) 8.2 釜残液出料管 (26) 8.3 回流液管 (27) 8.4 塔顶上升蒸汽管 (27) 8.5 水蒸汽进口管 (28) 3
期末复习题及答案——化工设计概论
中国石油大学（北京）远程教育学院 化工设计概论期末复习题 一、给出下面概念和术语的定义 1、热； 2、活塞流型反应器； 3、管件； 4、分离过程； 5、温-焓图(T-H)； 6、固定床反应器； 7、聚式流态化； 8、传质分离过程（平衡分离过程）； 9、工艺流程示意图；10、连续过程；11、中间反应；12、速率控制分离过程； 13、逆流反应器；14、分离因子；15、化工过程；16、间歇过程；17、工艺过程阶段； 18、夹点；19、化学反应路线；20、流化床反应器； 二、单项与多项选择题 1、（）衡算式是化学反应过程物料衡算不能应用的。 A．总质量衡算式；B．组分质量衡算式； C．元素原子物质的量衡算式；D．元素原子质量衡算式 2、在进行过程的物料平衡计算时，对系统需要分析的内容有（）。 A．确定物料平衡方程式；B．确定物流约束式；C．确定设备约束式；D．确定变量3、在温-焓图中得到热复合曲线的步骤有（）步骤。 A．划分温区；B．各热流温度按高到低顺序排列； C．求每个温区的总热交换量；D．画出每个温区的总物流线 4、（）不是化工设计的内容。 A．反应过程选择与优化；B．分离过程选择与优化； C．厂区道路规划与设计；D．化工过程系统优化 5、管道布置图包括下面（）图样。 A．管件图；B．管架图管道施工说明； C．蒸汽伴管系统布置图；D．管道平面布置图
6、（）分离过程不是速率控制分离过程。 A．膜分离过程；B．反渗透分离过程；C．冷冻干燥分离过程；D．超滤分离过程7、间歇过程有（）特点。 A．生产灵活性高；B．易实现自动化； C．适合有固相的物流；D．适合生产季节性产品 8、分离过程的选择应分析分离过程的（）方面。 A．可行性；B．经济性；C．可靠性；D．生产规模 9、对能量过程的分析方法有（）。 A．能量衡算法；B．热流分析法；C．熵分析法；D．功衡算法 10、夹点之上区域不可设置（）。 A．热阱；B．保温器；C．热源；D．物流混合器 11、对新过程的化工设计需要进行（） A．概念设计；B．装置设计；C．中试设计；D．反应设计 12、换热网络设计的目的是得到（）。 A．最小的公用工程量；B．最少的换热器台数； C．换热效益最大化；D．合理的公用工程量 13、（）分离过程是扩散分离过程。 A．渗析分离过程；B．结晶分离过程；C．超滤分离过程；D．精馏分离过程14、能量过程的特点体现在（）方面。 A．能量的形式；B．能量转换；C．能量流率；D．能量传递的设施 15、（）不是非工艺设计的内容。 A．总图运输设计；B．公用工程设计；C．管路设计；D．土建设计 16、设备布置图的标注包括下面（）内容。 A．平面定位尺寸；B．设备尺寸；C．高度方位尺寸；D．安装方位标 17、化工过程的特征是过程中有（）。 A．中间反应；B．反应物预处理；C．最终反应；D．化学反应过程
现代设计方法 作业
现代设计方法作业习题1 姓名王金昆工程0802班200879250222 2-1.制作一个体积为5m^3的货箱，由于运输装卸要求其长度不小于4m，要求钢板用料最省，试写出该问题的优化数学模型. 解：设该货箱长为x1m、宽为x2m、高为x3m，表面积为S,体积为V.由题意可以建立优化数学模型： S=2*(x1*x3+x2*x3)+x1*x2; V=x1*x2*x3=5; x1>=4; x2>=0; x3>=0; 选择最优化算法求解Smin. 我选择Lingo软件来求解，编程如下： min=fx; fx=2*(x1*x3+x2*x3)+x1*x2; x1*x2*x3=5; x1>=4; x2>=0; x3>=0; 点击Solve出现结果： Local optimal solution found. Objective value: 15.14911 Extended solver steps: 5 Total solver iterations: 112 Variable Value Reduced Cost FX 15.14911 0.000000 X1 4.000000 0.000000 X3 0.7905694 0.1107763E-07 X2 1.581139 0.000000 所以表面积Smin=15.14911 m^2,此时长为4m，宽为1.581139 m,高为0.7905694 m. 2-2.把一根长为L的铜丝截成两段，一段弯成圆形，一段完折成正方形。求截断的两段为何比例才能使圆形和正方形的面积之和最大，试写出该问题的优化数学模型。 解：设弯成正方形的边长为x，所围成的圆形和正方形面积之和为S。建立优化数学模型： 取pai-3.1415926
天津大学化工原理课程设计
《化工原理》课程设计报告 真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计 学院天津大学化工学院 专业化学工程与工艺 班级 学号 姓名 指导教师
化工流体传热课程设计任务书 专业化学工程与工艺班级姓名学号（编号） （一）设计题目：真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计 （二）设计任务及条件 1、蒸发系统流程及有关条件见附图。 2、系统生产能力：40 万吨/年。 3、有效生产时间：300天/年。 4、设计内容：Ⅱ效预热器（组）第 3 台预热器的设计。 5、卤水分效预热器采用单管程固定管板式列管换热器，试根据附图中卤水预热的温度要求对预热器（组）进行设计。 6、卤水为易结垢工质，卤水流速不得低于0.5m/s。 7、换热管直径选为Φ38×3mm。 （三）设计项目 1、由物料衡算确定卤水流量。 2、假设K计算传热面积。 3、确定预热器的台数及工艺结构尺寸。 4、核算总传热系数。 5、核算压降。 6、确定预热器附件。 7、设计评述。 （四）设计要求 1、根据设计任务要求编制详细设计说明书。 2、按机械制图标准和规范，绘制预热器的工艺条件图（2#），注意工艺尺寸和结构的清晰表达。
设计说明书的编制 按下列条目编制并装订：（统一采用A4纸，左装订） （1）标题页，参阅文献1附录一。 （2）设计任务书。 （3）目录。 （4）说明书正文 设计简介：设计背景，目的，意义。 由物料衡算确定卤水流量。 假设K计算传热面积。 确定预热器的台数及工艺结构尺寸。 核算总传热系数。 核算压降。 确定预热器附件。 设计结果概要或设计一览表。 设计评述。 （5）主要符号说明。 （6）参考文献。 （7）预热器设计条件图。 主要参考文献 1. 贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津: 天津大学出版社, 2002 2. 柴诚敬，张国亮. 化工流体流动和传热. 北京: 化学工业出版社, 2007 3. 黄璐，王保国. 化工设计. 北京: 化学工业出版社, 2001 4. 机械制图 自学内容： 参考文献1，第一章、第三章及附录一、三； 参考文献2，第五~七章； 参考文献3，第1、3、4、5、11部分。
现代控制理论课程设计(大作业)
现代控制理论课 程设计报告 题目打印机皮带驱动系统能控能观和稳定性分析 项目成员史旭东童振梁沈晓楠 专业班级自动化112 指导教师何小其 分院信息分院 完成日期 2014-5-28
目录 1. 课程设计目的 (3) 2.课程设计题目描述和要求 (3) 3.课程设计报告内容 (4) 3.1 原理图 (4) 3.2 系统参数取值情况 (4) 3.3 打印机皮带驱动系统的状态空间方程 (5) 4. 系统分析 (7) 4.1 能控性分析 (7) 4.2 能观性分析 (8) 4.3 稳定性分析 (8) 5. 总结 (10)
项目组成员具体分工 打印机皮带驱动系统能控能观和稳定性 分析 课程设计的内容如下： 1.课程设计目的 综合运用自控现代理论分析皮带驱动系统的能控性、能观性以及稳定性，融会贯通并扩展有关方面的知识。加强大家对专业理论知识的理解和实际运用。培养学生熟练运用有关的仿真软件及分析，解决实际问题的能力，学会使用标准、手册、查阅有关技术资料。加强了大家的自学能力，为大家以后做毕业设计做很好的铺垫。 2.课程设计题目描述和要求 (1)环节项目名称：能控能观判据及稳定性判据 (2)环节目的： ①利用MATLAB分析线性定常系统的可控性和客观性。 ②利用MATLAB进行线性定常系统的李雅普诺夫稳定性判据。 (3)环节形式：课后上机仿真 (4)环节考核方式： 根据提交的仿真结果及分析报告确定成绩。 (5)环节内容、方法： ①给定系统状态空间方程，对系统进行可控性、可观性分析。 ②已知系统状态空间方程，判断其稳定性，并绘制出时间响应曲线验
证上述判断。 3.课程设计报告内容 3.1 原理图 在计算机外围设备中，常用的低价位喷墨式或针式打印机都配有皮带驱动器。它用于驱动打印头沿打印页面横向移动。图1给出了一个装有直流电机的皮带驱动式打印机的例子。其光传感器用来测定打印头的位置，皮带张力的变化用于调节皮带的实际弹性状态。 图1 打印机皮带驱动系统 3.2 系统参数取值情况 表1打印装置的参数
现代信号处理大作业题目+答案
研究生“现代信号处理”课程大型作业 （以下四个题目任选三题做） 1. 请用多层感知器（MLP ）神经网络误差反向传播（BP ）算法实现异或问题（输入为[00;01;10;11]X T =，要求可以判别输出为0或1），并画出学习曲线。其中，非线性函数采用S 型Logistic 函数。 2. 试用奇阶互补法设计两带滤波器组(高、低通互补)，进而实现四带滤波器组；并画出其频响。滤波器设计参数为：F p ＝1.7KHz , F r ＝2.3KHz , F s ＝8KHz , A rmin ≥70dB 。 3. 根据《现代数字信号处理》（姚天任等，华中理工大学出版社，2001）第四章附录提供的数据(pp.352-353)，试用如下方法估计其功率谱，并画出不同参数情况下的功率谱曲线： 1） Levinson 算法 2） Burg 算法 3） ARMA 模型法 4） MUSIC 算法 4. 图1为均衡带限信号所引起失真的横向或格型自适应均衡器(其中横向FIR 系统长M =11), 系统输入是取值为±1的随机序列)(n x ，其均值为零；参考信号)7()(-=n x n d ；信道具有脉冲响应： 1 2(2)[1cos( )]1,2,3()20 n n h n W π-?+=?=???其它 式中W 用来控制信道的幅度失真(W = 2～4, 如取W = 2.9,3.1,3.3,3.5等)，且信道受到均 值为零、方差001.02 =v σ(相当于信噪比为30dB)的高斯白噪声)(n v 的干扰。试比较基 于下列几种算法的自适应均衡器在不同信道失真、不同噪声干扰下的收敛情况(对应于每一种情况,在同一坐标下画出其学习曲线): 1） 横向/格-梯型结构LMS 算法 2） 横向/格-梯型结构RLS 算法 并分析其结果。
化工设计概论试题-副本
?填空题 1. 新建项目设计包括新产品设计和采用新______ 或新技术的产品设计。 2. 设计代表的任务是参加基本建设的______ 和安装。 3. 化工计算包括工艺设计中的_______ 、能量衡算以及设备选型和计算三个内 容。 4. 设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和______ 时必然涉及到的 因素。 5. 工艺流程草图流程线的起始和终了处注明_______ 的名称来源及去向。 6. 设备在工艺管道及仪表流程图上应标注______ 和名称。 7. 对于连续操作过程，选用_____ 作为基准是很自然的。 8. 工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并________ 某种型号设备，以便订货。 9. 根据工艺流程的特点，确定反应釜是_______ 操作还是间歇操作。 10. 设备布置首先要满足工艺______ 和工艺条件的要求。 11. 化工厂使用最多的换热器是_____ 换热器与再沸器。 12. 真空管线应尽量短，尽量减少弯头和______ 以降低阻力，达到更高的真空度。 13. 管架是用来_____ 、固定和约束管道的。 14. 循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生_______ 并在管壁上 结垢。 15. 物质的燃烧必须具备______ 个条件。 16. 化工设计可根据____ 性质分类，也可按设计性质分类。 17. 施工图设计的任务是根据_____ 审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各 项问题。 18. 扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：_______ 和说明书的附图、 附表。 19. 工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即_______ 管径和管道等级。 20. 执行器的图形符号由_____ 机构和调节机构两部分组合而成。 21. 加压操作的塔可分为_____ 出料和液相出料两种。
现代设计方法大作业
机电工程学院 现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析 学号：S314070064 专业：机械工程 学生姓名：*** 任课教师：*** 教授 2015年1月
基于汽车噪声的TRIZ分析 一对技术系统进行初步分析 1.选择系统。 我所选择的系统是汽车。 2.系统的三维图，如图1所示。 图1 汽车的三维图 汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。 图2 四冲程汽油机工作循环图 （1）进气行程 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。进气行程中，进气门打开，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移
动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。 （2）压缩行程 为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。 （3）作功行程 在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。 （4）排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。 汽车的执行机构：轮胎。 作用对象：路面。 3.汽车系统的黑箱图。 汽车的黑箱图如图3所示。 图3 汽车系统黑箱图 4.确定系统主要有益功能和其它功能。 汽车主要有益功能：载运客、货物和牵引客、货挂车。
现代设计方法3000字总结
现代设计方法 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 二、虚拟设计 在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，发现制造过程中可能出现的问题，在真实制造以前，解决这些问题，以缩减产品上市的时间，降低产品开发、制造成本，并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。 产品设计的基本流程为：市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 五、智能优化设计 随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。智能优化设计应该以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力，其创造性在于借助三维图形，智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工
新版化工设计概论试题.pdf
一．填空题 六.计算题 1. 利用乙烯部分氧化制取环氧乙烷，将乙烯在过量空气条件下通过银催化 剂进行如下反应，进料物质流量为1000mol/h，进料中含乙烯10%（mol），乙烯转化率为25%，计算反应器出口物料量。 反应方程式如下： 2C2H4+O2→2C2H4O 2.氨氧化反应器的能量衡算 氨氧化反应式为： 4NH3（气）＋5O2（气）→ 4NO（气）＋6H2O（气） 此反应在25℃、101．3kPa的反应热为ΔＨ0r=－904.6KJ。现有25℃的100molNH3/h和300mol O2/h连续进入反应器，氨在反应器内全部反应，产物在300℃呈气态离开反应器。如操作压力为101．3kPa，计算反应器应输入或输出的热量。 300℃时NO、O2和H2O 的 C（NO）＝30.80 J/（mol·℃） P C（O2）＝30.80 J/（mol·℃）P C（H2O）＝34.80 J/（mol·℃）P 3. 乙苯脱氢制苯乙烯，通入纯乙苯为250kg/h，乙苯与水蒸气质量比为1：1.3，乙苯转化率为50%，其中在转化掉的乙苯中有90%转化成苯乙烯；10%转化成苯；试计算反应器出口物料质量流量。 转化成苯乙烯的反应： C8H10→Ｃ8H8+H2 转化成苯的反应： C8H10→Ｃ6H6+C2H4 4.甲烷在连续式反应器中用空气氧化生产甲醛，甲烷的转化率为40%，氧气完全反应。 CH4（气）＋O2→HCHO（气）＋H2O（气） 以100mol进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体
便可看作理想气体。甲烷于25℃进反应器．空气于25℃进反应器，如要保持出口产物为150℃，需从反应器取走多少热量？ C（N2,150℃）＝29.24 J/（mol·℃） P C（HCHO,150℃）＝9.12 J/（mol·℃） P C（H2O,150℃）＝34.00 J/（mol·℃） P C（CH4,150℃）＝39.2J/（mol·℃） P ΔＨ0f （CH4）=－74.85KJ/mol ΔＨ0f （HCHO）=－115.9KJ/mol ΔＨ0f （H2O）=－241.83KJ/mol 5.邻二甲苯空气氧化制苯酐，乙知邻二甲苯的转化率为70%，氧的用量为理论用量的150%，每小时投入邻二甲苯250kg，试计算出口物料流量。 反应式如下： C8H10+3O2→Ｃ8H4O3+3H2O 6.甲烷和氢气混合用空气完全燃烧来加热锅炉，烟道气分析按体积组成为 N272.28%；CO28.12%；O22.44%；H2O17.15%。问：燃料中甲烷和氢气的比例？ 反应式：H2+1/2O2→Ｈ2O CH4+2O2→CO2+2H2O 答案 一．填空题 1.工艺 2.现场施工 3.物料衡算 4.工艺流程 5.物料 6.位号 7.单位时间 8.选择
哈工大现代设计方法大作业
2014年春季学期 “机电产品现代设计方法”课程大作业一 作业题目：雷达转台设计 学生姓名： 评阅教师： 作业成绩：
1.设计任务 雷达底座转台设计：一个回转自由度 承载能力：500kg 被测件最大尺寸：Ф500×600mm 台面跳动：，台面平面度： 台面布置T型槽，便于负载安装 方位转角范围：±120° 具有机械限位和锁紧机构 角位置测量精度：±5′ 角位置测量重复性：±3′ 角速度范围：°/s～60°/s 2.设计流程 如上图所示，整个设计过程分为功能设计、总体方案设计、详细设计和设计总结四部分。功能设计部分 要结合所给出的性能要求以及我们设计的转台的目标客户可能存在的功能需求，对转台的功能进行定义。然后将转台的功能细化为小的功能单元，对应于一个个要实现功能的结构单元。然后利用QFD图对要实现的各种功能实现综合评估，评价出功能需求的相对重要性及解决方案的相对重要性。 总体方案设计部分 我们首先利用SysML语言来明确各部分功能的参数以及参数约束之间的关系，然后综合考虑各种参数，设计出整体的设计草图。
详细设计部分 首先要使得零件实现其所对应的功能，使其满足其精度及强度的要求。在此基础上，要综合考虑工件的可加工性，可装配性以及价格等因素，从而选出最符合我们需求的设计。然后根据确定的参数和方案，利用三维建模软件CATIA来进行三维建模，并将3D图进行投影，得出适合工业加工的2D图，完成整个设计。 设计总结部分 对整个过程中进行反思，考虑这个过程中存在的不足以及设计过程种学到的知识，以便应用于以后的设计当中。 设计 QFD(全称Qualification Function Deployment)是进行设计总体规划的工具。可以根据消费者的需求与需求的重要性来对工程设计做出相应的规划。 如图所示，其中第一纵行代表了安全性高，价格便宜，角度定位精度高及重复定位精度高等一系列的客户可能对所设计的转台所提出的要求。第三列(Importance of whats)用数字显示出各功能的重要性。数字越大，所对应的功能越重要，所有数字之和为100，以防止把每一项都标注得很重要，无法得出比较重要的功能。参数的分配，理论上应是根据对客户的进行调查问卷，然后根据客户的答复，给第一列中的功能按重要性赋值得到的相对重要性的饼状图如下。 定位精度、重复定位精度、可靠性、安全性为主要考察功能，重要性参数确定的比较合理。 其中第一行代表了重量、伺服电机等对第一列的为了实现功能的设计。这里将所有能想到的设计列出。 屋顶代表着各功能之间的关系。它表示了各种设计之间的关系，相互促进(+)或者相互限制(-). 以此可以对设计有个宏观的综合的考虑得到一个中性的方案。 而中间的主体矩阵部分起到衡量横行上的设计单元对客户需求的功能的满足程度，将各列里的数字加起来，即为该设计方案所对应的重要程度，重要程度越大，说明越应该重点设计。 如图所示，我们得到个设计方案的相对重要程度如下。从图中我们可以看出，为了实现客户所需求的功能，轴的设计以及电机的选择显得至关重要。这意味着在后续的设计中，应该着重设计这部分。
化工设计概论汇编
化工设计概论 绪论 化工是化学工艺、化学工业、化学工程等的简称。凡运用化学方法改变物质组成、结构或和成新物质的，都属于化工生产技术，也称化学工艺。化工设计是把一项化工工程从设想变成现实的一个建设环节，化工设计的核心是化工工艺设计。 第1章化工设计程序和内容 全部设计过程划分为两大设计阶段：基础设计、工程设计。 工程设计分为三个阶段：工艺设计、基础工程设计、详细工程设计。 第2章工艺流程设计 化工工艺流程 原料 原料贮存、原料预处理、反应、产品分离、产品精制、包装和运输 产品 工艺路线流程化一般工作方法： 主反应过程、原料准备过程和投料方式流程、产物净化分离过程、产品计量包装或后处理工艺过程、副产物处理的工艺过程、“三废”排出物的综合治理流程、确定动力使用和公用工程的配套。 2.3 工艺流程图的绘制 2.3.1 方框流程图和工艺流程简图（block flowsheet、simiplified flowsheet） 2.3.2 工艺物料流程图（process flowsheet diagram） 2.3.3 管道及仪表流程图（piping and instrument diagram） 设备分类代号、物料代号、管道材质代号、隔热及隔声代号、测量参数代号、仪表功能代号、管道工程压力等级代号。 常用管道图示符号、测量点图形符号、仪表安装位置图形符号。
管道标注内容包括四部分： 管道号、管径、管道等级、隔热或隔声 管道号包括：物料代号、主项代号、管道分段顺序号。 管道等级号包括：管道工程压力等级代号、顺序号、管道材质代号。 泵的流量控制方案：（1）出口节流控制；（2）旁路控制。 换热器的温度控制方案： （1）调节换热介质的流量； （2）调节换热面积（适用于蒸汽冷凝换热器）； （3）旁路调节。 第3章物料衡算和能量衡算 3.1 物料衡算 在化工过程中，物料平衡是指在单位时间你进入系统（体系）的全部物料质量必定等于离开该系统（体系）的全部物料质量再加上损失掉的与积累起来的物料质量。 物料平衡方程 列物料平衡式时应特别注意下列事项： （1）物料平衡是指质量平衡，而不是体积或物质的量平衡。若体系内有化学反应，则衡算式中各项以摩尔/小时为单位时，必须考虑反应式中的化学计量系数，因为反应前后中的各元素原子数守恒。 （2）对于无化学反应体系能列出独立物料平衡式的最多数目等于输入和输出的物流离得组分数。 （3）在写平衡方程时，要尽量使方程中所包含的未知数最少。 物料衡算的基本步骤： （1）画出工艺流程示意图； （2）列出化学反应方程式； （3）确定计算任务； （4）收集数据资料； （5）选择计算基准；
13春学期《现代设计方法》期末考核作业
东北大学继续教育学院 现代设计方法试卷（作业考核线上） A 卷 学习中心：山西潞安职业技术培训学校奥鹏学习中心 院校学号：C93550111090079 姓名王勇 （共页） 一．选择题（可多选，各2分，共20分） 1. 机械设计主要应体现哪些特点（BDE ）。 A) 整体性B) 系统性C) 相关性 D) 多解性E）创新性 2. 机械系统的总体设计中不包括以下哪些内容（BE ）。 A) 功能原理方案设计B) 技术可行性报告 C) 总体布局设计D) 系统主要参数计算 E）结构草图设计 3. 室内工作的机械选择（B ）作为动力机不太合适。 A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达 4. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为（A ）。 A) 黑箱法B) 列举法C) 移植法D) 筛选法 5. （A ）执行系统，要求执行系统实现预期精度的动作（位移、速度、加速度等），而对执行系统中各构件的强度、刚度无特殊要求。 A. 动作型 B. 动力型 C. 动作——动力型 6. 考虑到强度问题时，（C ）图的设计比较合理。
A) (a) B) (b) C) (c) 7. 对（a）图所示的轴对称模型进行有限元分析时，必须施加约束支座以消除刚体位移。下面的（b）图和（c A) （b）图 8. A) 设计空间B) 设计维数C) 设计可行域 9. 已知某零件的失效时间随机变量服从指数分布，其故障率是5×10-4/小时，那么在工作时间100小时的可靠度水平是：（C ） A) 0.05 B) 0.85 C) 0.95 10. 对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（A ）。 A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达 二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分） 1. 一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。（ F ） 2. 机械产品的施工设计阶段要完成全部图纸资料和相关的技术文件。（T ） 3. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为黑箱法。
最新现代流动测试技术大作业
现代流动测试技术 大作业 姓名： 学号： 班级： 电话： 时间：2016
第一次作业 1）孔板流量计测量的基本原理是什么？对于液体、气体和蒸汽流动，如何布置测点？ 基本原理：充满管道的流体流经管道的节流装置时，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在上下游两侧产生静压差。在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。公式如下： 4v q d π α== 其中： C －流出系数 无量纲 d －工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D －工作条件下上游管道内径 qv －体积流量 m3/s β－直径比d/D 无量纲 ρ—流体的密度Kg/m3 测量液体时，测点应布置在中下部，应为液体未必充满全管，因此不可以布置的太靠上。 测量气体时，测点应布置在管道的中上部，以防止气体中密度较大的颗粒或者杂质对测量产生干扰。 测量水蒸气时，测点应该布置在中下部。 2）简述红外测温仪的使用方法、应用领域、优缺点和技术发展趋势。 使用方法：红外测温仪只能测量表面温度，无法测量内部温度；安装地点尽量避免有强磁场的地方；现场环境温度高时，一定要加保护套，并保证水源的供应；现场灰尘、水汽较大时，应有洁净的气源进行吹扫，保证镜头的洁净；红外探头前不应有障碍物，注意环境条件：蒸汽、尘土、烟雾等，它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温；信号传输线一定要用屏蔽电缆。 应用领域：首先，在危险性大、无法接触的环境和场合下，红外测温仪可以作为首选，比如： 1）食品领域：烧面管理及贮存温度 2）电气领域：检查有故障的变压器，电气面板和接头 3）汽车工业领域：诊断气缸和加热/冷却系统 4）HVAC 领域：监视空气分层，供/回记录，炉体性能。 5）其他领域：许多工程，基地和改造应用等领域均有使用。 优点：可测运动、旋转的物体；直接测量物料的温度；可透过测量窗口进行测量；远距离测量；维护量小。 缺点：对测量周围的环境要求较高，避免强磁场，探头前不应有障碍物，信号传输线要用屏蔽电缆，当环境很恶劣时红外探头应进行保护。 发展趋势：红外热像仪，可对有热变化表面进行扫描测温，确定其温度分布图像，迅速检测出隐藏的温差。便携化，小型化也是其发展趋势。 3）简述LDV 和热线的测速原理及使用方法。
(完整版)化工设计概论试题
一．填空题 1.新建项目设计包括新产品设计和采用新或新技术的产品设计。 2.设计代表的任务是参加基本建设的和安装。 3.化工计算包括工艺设计中的、能量衡算以及设备选型和计算三个内 容。 4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和时必然涉及到的 因素。 5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明的名称来源及去向。 6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注和名称。 7.对于连续操作过程，选用作为基准是很自然的。 8.工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并某种型号设备，以便订货。 9.根据工艺流程的特点，确定反应釜是操作还是间歇操作。 10.设备布置首先要满足工艺和工艺条件的要求。 11.化工厂使用最多的换热器是换热器与再沸器。 12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和以降低阻力，达到更高的真空度。 13.管架是用来、固定和约束管道的。 14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生并在管壁上 结垢。 15.物质的燃烧必须具备个条件。 16.化工设计可根据性质分类，也可按设计性质分类。 17.施工图设计的任务是根据审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各 项问题。
18.扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：和说明书的附图、 附表。 19.工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即、 管径和管道等级。 20.执行器的图形符号由机构和调节机构两部分组合而成。 21.加压操作的塔可分为出料和液相出料两种。 22.物料衡算的理论根据是定律。 23.流量大而扬程不高时可选用单级。 24.对于釜式反应器，依靠来实现物料流动和混合接触。 25.车间设备布置是确定各个设备在车间和立面上的位置。 26.容器分贮存容器与原料及成品贮罐两类。 27.管架按位置可分为管架和室内管架两类。 28.换热器与邻近设备间可用管道架空连接。 29.工业上采暖系统按压力分为低压和高压两种。 30.自燃点是指物质在没有外界引燃的条件下在空气中能自燃的。 31.工艺管道及仪表流程图可以（装置）或工段（分区或工序）为主项进 行绘制。 32.工艺管道及仪表流程图上一般应画出所有物料和辅助物料的管道。 33.再沸器有两种形式，一种是循环式，另一种是沉浸式。 34.对于操作过程，按投入一批物流的数量为基准，最为方便。 35.化工设备从总体上分为两类：一类称设备；一类称非标准(非定型)设 备。
[0936]《现代设计方法》作业1
试卷名称:0936_作业_4 单选题 （10.0 分）1. 下列不是绿色设计的主要方法的是( ) A) A：模块化设计 B) B：循环设计 C) C：可拆卸设计 D) D：可靠性设计 纠错 （10.0 分）2. 在反求工程设计中，产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证书等统称( ) A) A：文档 B) B：软件 C) C：专利 D) D：文书 纠错 论述题 （10.0 分）3. 1、反求工程的特点是什么？ 2、软件反求设计的一般过程是什么？ 3、绿色设计应遵循的原则是什么？ 4、绿色设计主要包括哪些设计方法 答案： 1、反求工程是按照产品引进、消化、吸收与创新的思路，以“实物→原理→功能→三维重构→再设计”框架模型为工作过程。其中，最主要的任务是将院士物理模型转化为工业设计概念或者CAD模型。一方面为提高工程设计、加工、分析的质量和效率提供充足的信息；另一方面为充分利用先进的CAD/CAE/CAM技术对已有的产品进行再创新工程服务 2、(1)论证软件反求设计的必要性。 (2)论证软件反求设计成功的可能性。 (3)分析原理方案的可行性、技术条件的合理性。 (4)分析零部件设计的正确性、可加工性。
(5)分析整机的操作、维修的安全性和便利性。 (6)分析整机综合性能的优劣。 3、(1)资源最佳利用原则；(2)能量消耗最少原则；(3)最小污染原则；(4)零损害原则； (5)技术先进原则；(6)生态经济效益最佳原则 4、生命周期设计、模块化设计、面向拆卸的设计、面向回收的设计、长寿命设计、节能设计、虚拟产品开发技术 纠错
现代信号处理大作业题目 答案.
研究生“现代信号处理”课程大型作业 (以下四个题目任选三题做 1. 请用多层感知器(MLP 神经网络误差反向传播(BP 算法实现异或问题(输入为 [00;01;10;11]X T =,要求可以判别输出为0或1 ,并画出学习曲线。其中,非线性函数采用S 型Logistic 函数。 2. 试用奇阶互补法设计两带滤波器组(高、低通互补,进而实现四带滤波器组;并画出其频响。滤波器设计参数为:F p =1.7KHz , F r =2.3KHz , F s =8KHz , A rmin ≥70dB 。 3. 根据《现代数字信号处理》(姚天任等,华中理工大学出版社,2001第四章附录提供的数据(pp.352-353,试用如下方法估计其功率谱,并画出不同参数情况下的功率谱曲线: 1 Levinson 算法 2 Burg 算法 3 ARMA 模型法 4 MUSIC 算法 4. 图1为均衡带限信号所引起失真的横向或格型自适应均衡器(其中横向FIR 系统长M =11, 系统输入是取值为±1的随机序列(n x ,其均值为零;参考信号7((-=n x n d ;信道具有脉冲响应: 12(2[1cos(]1,2,3(20 n n h n W π-?+=?=???其它 式中W 用来控制信道的幅度失真(W = 2~4, 如取W = 2.9,3.1,3.3,3.5等,且信道受到均
值为零、方差001.02=v σ(相当于信噪比为30dB的高斯白噪声(n v 的干扰。试比较基 于下列几种算法的自适应均衡器在不同信道失真、不同噪声干扰下的收敛情况(对应于每一种情况,在同一坐标下画出其学习曲线: 1 横向/格-梯型结构LMS 算法 2 横向/格-梯型结构RLS 算法 并分析其结果。 图1 横向或格-梯型自适应均衡器 参考文献 [1] 姚天任, 孙洪. 现代数字信号处理[M]. 武汉: 华中理工大学出版社, 2001 [2] 杨绿溪. 现代数字信号处理[M]. 北京: 科学出版社, 2007 [3] S. K. Mitra. 孙洪等译. 数字信号处理——基于计算机的方法(第三版[M]. 北京: 电子工