邻接矩阵两点间长度为m的路的条数计算程序 离散数学
/*
本实验要求从键盘输入图的邻接矩阵和一正整数m，计算结点两两之间长度为m 的路的数目。
考虑有向图和无向图。
*/
#include
class count
{
private:
int *p;
int row,col,m;
public:
count(int r=0,int c=0)
{
row=r;
col=c;
p=new int[r*c];
}
int &operator()(int x,int y)
{return p[col*(x-1)+y-1];} //重载(),用来表示矩阵。
int getrow()
{return row;}
int getcol()
{return col;}
int getm()
{return m;}
void get_p(); //用来输入矩阵
void print(); //用来输出矩阵
friend count operator*(count a,count b);//用来计算矩阵乘法
};
//////////////////////////////////////////
void count::get_p()
{
cout<<"请输入逻辑矩阵："< int x; for(int i=0;i { cin>>x; p[i]=x; } } ////////////////////////////////////////// void count::print() { cout<<"矩阵是："< for(int i=1;i<=row;i++) { for(int j=1;j<=col;j++) { cout<<(i,j)<<" "; } cout< } } ///////////////////////////////////////// count operator*(count a,count b) { count c(3,3); for(int i=1;i<=a.getrow();i++) { for(int j=1;j<=a.getcol();j++) { c(i,j)=0; for(int k=1;k<=a.getrow();k++) { c(i,j)=a(i,k)*b(k,j)+c(i,j); } } } return c; } ///////////////////////////////////////// void main() { count a(3,3); count b(3,3); a.get_p(); a.print(); b=a*a; cout<<"请输入您想查看的距离为2的两个点的下标："< int i,j; cin>>i>>j; cout<<"第"< } 第二章 气相色谱分析gas chromatographic analysis,GC 第二节 色谱理论基础fundamental of chromatograph theory 色谱理论需要解决的问题：色谱分离过程的热力学和动力学问题。影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径，柱效与分离度的评价指标及其关系。 组分保留时间为何不同色谱峰为何变宽 组分保留时间：色谱过程的热力学因素控制；（组分和固定液的结构和性质） 色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制；（两相中的运动阻力，扩散） 两种色谱理论：塔板理论和速率理论； 一、塔板理论-柱分离效能指标 1.塔板理论（plate theory ） 半经验理论； 将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复 （类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）； 塔板理论的假设： (1) 在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到； (2) 将载气看作成脉动（间歇）过程； (3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略； (4) 每次分配的分配系数相同。 色谱柱长：L ，虚拟的塔板间距离：H ，色谱柱的理论塔板数：n ， 则三者的关系为： n = L / H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为： 保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配! 2.有效塔板数和有效塔板高度 ?单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 ?用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 2 22116545)()( ./b R R W t Y t n == ?组分在t M 时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔板高度： 3.塔板理论的特点和不足 （1）当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。 （2）不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。 （3）柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数K 相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。 (4) 塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。 二、 速率理论-影响柱效的因素 1. 速率方程（也称范弟姆特方程式） H = A + B /u + C ·u H ：理论塔板高度， u ：载气的线速度(cm/s) 减小A 、B 、C 三项可提高柱效； 存在着最佳流速； A 、 B 、 C 三项各与哪些因素有关 A —涡流扩散项 A = 2λdp dp ：固定相的平均颗粒直径λ：固定相的填充不均匀因子 固定相颗粒越小dp ↓，填充的越均匀，A ↓，H ↓，柱效n ↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。 222/1)(16)(54.5b R R W t Y t n ==理有效 有效有效n L H W t Y t n b R R ===2'22/1')(16)(54.5 一、图解法求理论板数 图解法计算精馏塔的理论板数和逐板计算法一样，也是利用汽液平衡关系和操作关系，只是把气液平衡关系和操作线方 程式描绘在y x -相图上，使繁琐数学运算 简化为图解过程。两者并无本质区别，只是 形式不同而己。 （1）精馏段操作线的作法 由精馏段 操作线方程式可知精馏段操作线为直线，只 要在x y -图上找到该线上的两点，就可标 绘出来。若略去精馏段操作线方程中变量的 下标， 1 1+++=R x x R R y D 上式中截距为 1+R x D ，在图7－12中以c 点表示。当D x x =时，代入上式得 D x y =，即在对角线上以a 点表示。a 点代 表了全凝器的状态。联ac 即为精馏段操作线。 （2）提馏段操作线的作法 由q 线ef ，即可求得它和精馏段操作线的交点，而q 线是两操作线交点的轨迹，故这一交点必然也是两操作线的交点d,联接bd 即得提馏段操作线。 （3）图解法求理论板数的步骤 ①在直角坐标纸上绘出待分离的双组分混合物在操作压强下的y x -平衡曲线，并作出对角线。如图7-14所示。 ②依照前面介绍的方法作精馏段的操作线ac ，q 线ef ，提馏段操作线bd 。 ③从a 点开始，在精馏段操作线与平衡线之间作水平线及垂直线构成直角梯级，当梯级跨过d 点时，则改在提馏段与平衡线之间作直角梯级，直至梯级的水平线达到或跨过b 点为止。 ④梯级数目减一即为所需理论板数。每一个直角梯级代表一块理论板，这结合逐板计算法分析不难理解。其中过d 点的梯级为加料板，最后一级为再沸器。因再沸器相当于一块理论板，故所需理论板数应减一。 在图7-14中梯级总数为７。第四层跨过d 点，即第４层为加料板，精馏段共3层，在提馏段中，除去再沸器相当的一块理论板，则提馏段的理论板数为4-1=3。该分离过程共需6块理论板（不包括再沸器）。 假设我们观察一组数据a 1,a 2,…a n?1,a n 的平均水平，需要借助这组数据的平均 数、中位数和众数三个统计量。 一、平均数a)算数平均数，一般我们讲的平均数即算数平均数，计算起来很简单，就是 将一组数据中所有数据求和后再除以这组数据的个数就能得到。计算公式为： A n =1n i=1n a i b)几何平均数，是将一组数据中所有数据求乘积后再求n 次方根。计算公式 为：G n = n i=1n a i c)调和平均数，又称为倒数平均数。H n =n i=1n 1a i d)加权平均数，是具有不同比重的数据(或平均数)的算术平均数。比重也称为 权重，数据的权重反映了该变量在总体中的相对重要性，每种变量的权重的确定与一定的理论经验或变量在总体中的比重有关。依据各个数据的重要性系数(即权重)进行相乘后再相加求和，就是加权和。加权和与所有权重之和的比等于加权算术平均数。加权算术平均数主要用于原始资料已经分组，并得出次数分布的条件。加权算术平均数的计算，根据分组整理的数据计算的算术平均数。其计算公式为： A =i=1n a i ?f i i=1n f i 式中f 为对应数据在总体中出现的次数。 e)平方平均数，又名均方根，是指一组数据的平方的平均数的算术平方根。 应用在一些具有一定体积的物体的边长、直径、半径等资料上。其计算公式为： M n= 二、中位数 中位数是指将数据按大小顺序排列起来，形成一个数列，居于数列中间位置的那个数据。中位数用Me表示。 从中位数的定义可知，所研究的数据中有一半小于中位数，一半大于中位数。中位数的作用与算术平均数相近，也是作为所研究数据的代表值。在一个等差数列或一个正态分布数列中，中位数就等于算术平均数。 在数列中出现了极端变量值的情况下，用中位数作为代表值要比用算术平均数更好，因为中位数不受极端变量值的影响；如果研究目的就是为了反映中间水平，当然也应该用中位数。在统计数据的处理和分析时，可结合使用中位数。 中位数就可以按下面的方式确定： M e= n为奇数n为偶数 三、众数 众数是指一组数据中出现次数最多的那个数据，一组数据可以有多个众数，也可以没有众数。众数是由英国统计学家皮尔生首先提出来的。所谓众数是指社会经济现象中最普遍出现的标志值。从分布角度看，众数是具有明显集中趋势的数值。 统计上把这种在一组数据中出现次数最多的变量值叫做众数。用M o表示。它主要用于定类(品质标志)数据的集中趋势，当然也适用于作为定序（品质标志）数据以及定距和定比(数量标志)数据集中趋势的测度值。 实验五 填料精馏塔理论塔板数的测定 精馏操作是分离、精制化工产品的重要操作。塔的理论塔板数决定混合物 的分离程度，因此，理论板数的实际测定是极其重要的。在实验室内由精馏装 置测取某些数据，通过计算得到该值。这种方法同样可以用于大型装置的理论 板数校核。目前包括实验室在内使用最多的是填料精馏塔。其理论板数与塔结 构、填料形状及尺寸有关。测定时要在固定结构的塔内以一定组成的混合物进 行。 一． 实验目的 1．了解实验室填料塔的结构，学会安装、测试的操作技术。 2．掌握精馏理论，了解精馏操作的影响因素，学会填料精馏塔理论板 数的测定方法 3．掌握高纯度物质的提纯制备方法。 二． 实验原理 精馏是基于汽液平衡理论的一种分离方法。对于双组分理想溶液，平衡时 气相中易挥发组分浓度要比液相中的高；气相冷凝后再次进行汽液平衡，则气 相中易挥发组分浓度又相对提高，此种操作即是平衡蒸馏。经过多次重复的平 衡蒸馏可以使两种组分分离。平衡蒸馏中每次平衡都被看作是一块理论板。精 馏塔就是由许多块理论板组成的，理论板越多，塔的分离效率就越高。板式塔 的理论板数即为该塔的板数，而填料塔的理论板数用当量高度表示。填料精馏 塔的理论板与实际板数未必一致，其中存在塔效率问题。实验室测定填料精馏 塔的理论板数是采用间歇操作，可在回流或非回流条件下进行测定。最常用的 测定方法是在全回流条件下操作，可免去加回流比、馏出速度及其它变量影响，而且试剂能反复使用。不过要在稳定条件下同时测出塔顶、塔釜组成，再由该 组成通过计算或图解法进行求解。具体方法如下： １．计算法 二元组份在塔内具有n 块理论板的第一块板的汽液平衡关系符合平衡方 程式为： 1 11y y -=w w N m x x -+11α （１） y 1——第一块板的气相组成 x w ——塔釜液的组成 m α——全塔(包括再沸器)α（相对挥发度）的几何平均值m α=w p αα N ——理论板数 位值平均数计算公式 1、众数：是一组数据中出现次数最多的变量值 组距式分组下限公式：002 110m m d L M ??+??+= 0m L ：代表众数组下限； 1100--=?m m f f ：代表众数组频数—众数组前一组频数 0m d ：代表组距； 1200+-=?m m f f ：代表众数组频数—众数组后一组频数 2、中位数：是一组数据按顺序排序后，处于中间位置上的变量值。 中位数位置2 1+=n 分组向上累计公式：e e e e m m m m e d f S f L M ?-∑+=-12 e m L 代表中位数组下限； 1-e m S ：代表中位数所在组之前各组的累计频数； e m f 代表中位数组频数； e m d 代表组距 3、四分位数：也称四分位点，它是通过三个点将全部数据等分为四部分，其中每部分包含 25%，处在25%和75%分位点上的数值就是四分位数。 其公式为：4 11+=n Q 212+=n Q （中位数） 4)1(33+=n Q 实例 数据总量: 7, 15, 36, 39, 40, 41 一共6项 Q1 的位置=（6+1）/4=1.75 Q2 的位置=（6+1）/2=3.5 Q3的位置=3（6+1）/4=5.25 Q1 = 7+（15-7）×（1.75-1）=13， Q2 = 36+（39-36）×（3.5-3）=37.5， Q3 = 40+（41-40）×（5.25-5）=40.25 数值平均数计算公式 1、简单算术平均数：是将总体单位的某一数量标志值之和除以总体单位。 其公式为：n x n x x x X n ∑=??++=21 2、加权算术平均数：受各组组中值及各组变量值出现的频数（即权数f ）大小的影响， 基于Origin LabTalk 的精馏塔理论塔板数计算张巍青余静张宜飞赵强赵媛媛化学与化工学院 指导教师:于涛化学与化工学院 摘要:开发了一种使用Origin软件对精馏实验数据进行图解法处理的方法，以苯——甲苯混合液实验体系为例，对实验数据进行处理，通过LabTalk脚本语言绘制出梯级图，以图解法分别求解出实验所需理论塔板数和加料板位置。结果表明该方法具有方便、快捷、准确性高的特点，并且可以有效提高学生的计算机数据处理能力。 关键词:精馏实验;精馏计算;图解法;Origin软件 前言 精馏是工业生产中一种重要的传质单元操作，利用液体混合物中各组分间挥发度的差异，以热能为媒介，实现混合物的高纯度分离，广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等行业。因此，精馏实验也是化工原理实验中最重要的实验之一，在计算精馏塔理论板数时， [1]一般采用逐板计算法(Lewis—Mathson法)或图解法(McCabe,Thiele法)。其中逐板计算法以双组分精馏的平衡线方程和操作线方程为基础，在计算过程中交替使用这两个方程求算塔内气液相组成，从而确定精馏所需理论板数。图解法的基本原理与逐板计算法完全相同，只是分别用相平衡曲线和操作线代替了逐板计算法中的相平衡方程和操作线方程，并用画直角梯形线的方法代替了繁杂的计算。图解法的优点在于简便和直观，但准确性和可靠性也相对较差。而借助计算机软件辅助进行数据与图形处理，不仅可以减少人为误差、提高效 [2-3]率和精确度，还可有效地锻炼学生计算机应用能力，培养其科学研究素养。Origin是美国OriginLab公司开发的一种图形可视化和数据分析软件，具有 平均数，中位数，众数练习题 平均数在现实生活中较为常用，但是它易受极端值的影响，因此在某些情境下，用平均数刻画数据的集中趋势就不太合适，这时就需要选择恰当的统计量刻画数据的集中趋势. 中位数和众数都是刻画数据集中趋势的统计量. 是一个反映数据集中趋势的位置代表值，能够表明一组数据排序最中间的统计量，可以提供这组数据中，约有一半的数据大于（或小于）中位数.众数是表明一组数据出现次数最多的统计量，当一组数据有较多的重复数据时，众数往往是人们所关心的一个统计量，它提供了哪个（或哪些）数据出现的次数最多. 一．中位数的概念及计算方法 将一组数据按照由小到大（或由大到小）的顺序排列，如果数据的个数是奇数，则称处于中间位置的数为这组数据的中位数；如果数据的个数是偶数，则称中间两个数据的平均数为这组数据的中位数． 如果一组数据中有极端数据，中位数能比平均数更 合理地反映该组数据的整体水平． 二．众数的概念：一组数据中出现次数最多的数据称为这组数据的众数. 三．平均数、众数和中位数这三个统计量的各自特点． 1.平均数计算要用到所有的数据，任何一个数据的变动都会相应引起平均数的变动，它能够充分利用所有的数据信息， 但它受极端值的影响较大． 2.众数是当一组数据中某一数据重复出现较多时，人们往往关心的一个量，众数不受极端值的影响，这是它的一个优势，缺点是当众数有多个且众数的频数相对较小时可靠性小，局限性大． 3.中位数仅与数据的排列位置有关，不易受极端值影响，中位数可能出现在所给数据中，也可能不在所给的数据中．当一组数据中的个别数据变动较大时，可用中位数描述其趋势，中位数的计算很少. 例1.数据-3，-2,1,3,6，x，5的中位数是1，且x为正整数，那么这组数据的众数是【】 A. 2 B. 1 C. 10 D.-2 【分析】因为数据-3，-2,1,3,6，x，5的中位数是1，且所给数据的个数是7，是奇数，所以把这些数据按照从小到大排列，数字1应该处在第4的位置上，也就是：-3，-2,，x，1，3,5,6；由此可知x不大于1的正整数，所以x=1. 答案为B 类型一：表格式呈现数据 例2.为了解某班学生每周做家务劳动的时间，某综合实践活动小组对该班9名学生进行了调查，有关数据如下表： 第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； –––––塔内所需要的理论板层数； –––––总板效率； –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； –––––气体体积流量，m 3 u –––––空塔气速， u =（0.6~0.8） （3-3） V V L C u ρρρ-=m a x （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，3 V ρ–––––气相密度，3 C –––––负荷因子， 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子， L σ–––––操作物系的液体表面张力， 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ? ?+-=-r x r x r x A a 1 222s i n 1802π （3-11） 首先要得到相平衡方程和精馏段、提馏段方程，再根据逐板计算求得精馏塔的理论塔板数。 源程序： #include 过亲自的尝试来体会用计算器（机）来求平均数、中位数和众数的方法． 以前面 31 个城市当日最高气温这组数据为例，按键顺序如下： (1)打开计算器； (2)按 MODE 键 2 键，进入 SD 状态，即启动计算器的统计计算功能； (3)按 SHIFT 键 Scl 键 = 键，清除以前计算储存的数据； (4)按 3 键 2 键 DT 键 3 键 3 键 DT 键… 2 键 9 键 DT 键， 输入所有数据 (5)按 SHIFT 键和 x 键和 = 键，计算出这组数据的平均数； 一、概述 1.1精馏操作对塔设备的要求和类型 1.1.1对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： ⑴气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦 液或液泛等破坏操作的现象。 ⑵操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 ⑶流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 ⑷结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 ⑸耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 ⑹塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。 1.1.2 板式塔类型 气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。 筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有： ⑴结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。 ⑵处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 ⑶塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 ⑷压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。 筛板塔的缺点是： MATLAB图解精馏塔理论塔板数程序代码 function distillation %文件名“distillation”可以更改 % 输入计算所需参数 q=1;%输入进料热状况参数 R=1.5;%输入回流比 xD=0.95;%输入塔顶轻组分摩尔分数 xW=0.04;%输入塔底轻组分摩尔分数 xF=0.52;%输入进料轻组分摩尔分数 %以下输入相平衡数据 x0=[0 0.0196078 0.0392156 0.0588235 0.0784313 0.0980392 0.1176471 0.1372549 0.1568627 0.1764706 0.1960784 0.2156863 0.2352941 0.254902 0.2745098 0.2941176 0.3137255 0.3333333 0.3529412 0.372549 0.3921569 0.4313725 0.4509804 0.4705882 0.4901961 0.5098039 0.5294118 0.5490196 0.5686275 0.5882353 0.6078431 0.627451 0.6470588 0.6666667 0.6862745 0.7058824 0.7254902 0.745098 0.7647059 0.7843137 0.8039216 0.8235294 0.8431373 0.8627451 0.8823529 0.9019608 0.9215686 0.9411765 0.9607843 0.9803922 1]; y0=[0 0.0856224 0.1258286 0.1643911 0.2013788 0.2368595 0.2708994 0.303563 0.3349129 0.3650094 0.3939109 0.4216732 0.4483501 0.4739928 0.4986506 0.5223702 0.5451963 0.5671715 0.5883362 0.6087289 0.6283862 0.6473428 0.6656317 0.6832842 0.70033 0.7167974 0.7327131 0.7481026 0.76299 0.7773982 0.791349 0.8048631 理论塔板数 定义 理论塔板数（theoretical plate number），N色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率（简称柱效）。N取决于固定相的种类、性质（粒度、粒径分布等）、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。如果峰形对称并符合正态分布，N可近似表示为： 理论塔板数=5.54(保留时间/半高峰宽)2 (2是平方) 柱效率用理论塔板数定量地表示：N=16*（t/w ）2。其中，t是溶质从进样到最大洗脱峰出现的时间，w为该溶质的洗脱峰在基线处的宽度。在一色谱柱中用相同的洗脱条件时候，不同化合物的滞留时间与其洗脱峰宽度之比接近常数。因此理论塔板数大的色谱柱效率高。当然，N的大小和柱子长度有密切关系：理论塔板高度H=柱长/N，用H可以衡量单位长度的色谱柱的效率，H越小，则色谱柱效率越高。。。 N为常量时，W随tR成正比例变化。在一张多组分色谱图上，如果各组份含量相当，则后洗脱的峰比前面的峰要逐渐加宽，峰高则逐渐降低。 用半峰宽计算理论塔板数比用峰宽计算更为方便和常用，因为半峰宽更容易准确测定，尤其是对稍有拖尾的峰。 N与柱长成正比，柱越长，N越大。用N表示柱效时应注明柱长，，如果未注明，则表示柱长为1米时的理论塔板数。（一般HPLC柱的N在1000以上。）若用调整保留时间（tR’）计算理论塔板数，所得值称为有效理论塔板数（N有效或Neff）=16(tR’/W)2 处理方法 理论塔板数下降后可以考虑色谱柱再生 1.反相柱 分别用甲醇:水=90:10,纯甲醇（HPLC级）,异丙醇（HPLC级）,二氯甲烷（HPL C级）等溶剂作为流动相,依次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积.然后再以相反的次序冲洗. 2.正相柱 分别用正己烷（HPLC级）,异丙醇（HPLC级）,二氯甲烷（HPLC级）,甲醇（H PLC级）等溶剂做流动相,顺次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大,可降低流速,避免压力过高).注意使用溶剂的次序不要颠倒,用甲醇冲洗完后,再以相反的次序冲洗至正己烷.所有的流动相必须严格脱水. 3.离子交换柱 长时间在缓冲溶液中使用和进样,将导致色谱柱离子交换能力下降,.用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生,反之,用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生. 另外,还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗.但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的. 如果柱子装反了,可以调回来,但可能会造成柱内担体塌陷.在不得已的情况下尽量不要反装色谱柱. 梯度洗脱 科技名词定义 中文名称： 梯度洗脱 英文名称： gradient elution 定义： 梯度性地改变洗脱液的组分(成分、离子强度等)或pH，以期将层析柱上不同的组分洗脱出来的方法。 所属学科： 生物化学与分子生物学(一级学科) ；方法与技术(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 梯度洗脱（gradient elution）又称为梯度淋洗或程序洗提。 在气相色谱中，为了改善对宽沸程样品的分离和缩分析间周期，广泛采用程序升温的方法。而在液相色谱中则采用梯度洗脱的方法。在同一个分析周期中，按一定程 五蒸馏 汽液相平衡 1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下: t 80.92 90 100 110 120 130 131.8 p 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 144.8 208.4292.8 402.6 542.8 719 760 若苯—氯苯溶液遵循Raoult定律,且在1atm下操作,试作： (1) 苯—氯苯溶液的t—x(y)图及y—x图； (2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x—y值。 1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40％(体积％)，求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p、p [mmHg],按下述Antoine方程计算：式中t为温度[℃]。 lg p=6.89740-1206.350/(t+220.237) lg p=6.95334-1343.943/(t+219.237) 1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时，p=106.7kPa，p=40kPa，液相摩尔组成为x A=0.4，试求: (1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A； (2) 相对挥发度α。 1.4 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组 成y1=0.96(?摩尔分率,下同)，冷凝液组成x D=0.95，两个组分的相对 挥发度α=2，求: (1) 出分凝器的汽相组成y D= (2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D= 习题4附图 1.5 在1atm下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的1/3时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6附近平衡线可近视为直线，其方程为y=0.46x+0.549 1.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F=0.4(摩尔组成)，用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。（设相对挥发度为3） 1.7 将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔，馏出液中含有95%的易挥发组分，残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h]，回流量为670[kmol/h]，塔顶采用全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。 1.8 现有一连续精馏塔只有精馏段，用于A、B两组分的分离。已知A与B?的分子量分别为78与92，进料量为100[kg/h]，含A组成为10%(质量%以下同)，进料状态为饱和蒸汽自塔底送入，如图示。如果要求馏出产品中A的组成为95%，残液中A的组成为1%,试求: (1) 塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量各为多少[kg/h] (2) 回流比R (3) 写出该塔操作线的数值表达式。 1.9 在连续精馏塔中,精馏段操作线方程 y=0.75x+0.2075,q线方程为y=-0.5x+1.5x F, 试求: (1) 回流比R 中位数和众数 教学目标： 通过实例，理解并会计算一组数据的中位数、众数，并解释其实际意义；能根据具体的问题，选择适当的统计量表示一组数据。 结合具体情景体会平均数、中位数、众数三者的差别，能初步选择适当的数据代表来表示这组数据的“平均水平”，并做出恰当的判断。从而培养学生的评判能力。 1、体会引入中位数、众数的必要性，并体会平均数、中位数、众数的特点。 2、学生的自主探索与合作交流的意识与能力。 3、知识的学习放在解决实际问题的情境中，作为数据处理过程的一部分，让学生体会数字与现实的联系，培养学生的评判能力。 教学重点、难点： 1、掌握众数和中位数的意义。会找出一组数据的中位数和众数。 2、能在具体问题中理解意义，根据具体情境进行合理选择。 教学过程： （一）创设问题情景导入新课。（5分钟） 现在先请同学们听一则故事：阿冲大学毕业后去找工作，看到一则招工启事： 招工启事 因我公司扩大规模，现需招若干名员工。我公司员工收入很高，月平均工资2000元。有意者于2008年5月26日到我处面试。 2008年6月3日 他觉得待遇还不错,就应聘去了这家公司。可在公司工作了两个月后，他找到公司经理说：你们欺骗了我，我已经找其他公司职员核对过，没有一个职员的工资可以拿到两千元的。月平均工资怎么可能是2000元呢？经理说：“阿冲，不要激动。月平均工资是2000元。”说着拿出了一张工资表： 员工经理 副经 理职员 A 职员 B 职员 C 职员 D 职员 E 职员 F 杂工 G 员工经理副经职员职员职员职员职员职员杂工 理 A B C D E F G 月工资 6000 4000 1700 1300 1200 1100 1100 1100 500 （元） （二）学生讨论、交流（5分钟） 师：请大家仔细观察表中的数据，讨论回答下面的问题： 1、经理说月平均工资2000元是否欺骗了阿冲？ 2、平均工资2000元能否客观地反映员工的平均收入？ 3、若不能，你认为哪个数据反映该公司员工工资的平均水平更为合理呢？ （让学生先独立思考，然后再小组交流，最后在全班发表自己的想法。学生的观点可以不同，而且也不应该相同，因此不强求结论的一致性。这里没有正误之分。学生只要能正确表达自己的想法就可以了）随学生的发言板书： 平均数：2000元总数除以个数=平均数 中位数：1200元大小排序后排在中间的数 众数：1100元出现次数最多的数 （三）教师启发与点拨： 经理告诉阿冲每月平均工资2000元，从数字上说没有欺骗谁，但变相地欺骗了人。其原因是经理将本人和副经理两个人高出一般人很多的工资搅在一群低工资中参与计算，使整个平均工资提高了，所以这个故事的名字为“骗人的平均数”。当有异常数值时，用平均数描述其“平均水平”就不合适了，应该用大多数职员的工资或处于中间位置的工资来反映。 （四）引入概念给出课题（15分钟） 本故事中这个“大多数工人的工资”以及“处于中间位置的工资”。就是我们今天要探究的——中位数与众数 中位数：将一组数据大小顺序排列，处于最中间位置的一个数据(或最中间两个数据的平均数)叫做这组数据的中位数。 # include 基于Origin LabT alk 的精馏塔理论塔板数计算 张巍青余静张宜飞赵强赵媛媛化学与化工学院 指导教师：于涛化学与化工学院 摘要：开发了一种使用Origin软件对精馏实验数据进行图解法处理的方法，以苯——甲苯混合液实验体系为例，对实验数据进行处理，通过LabTalk脚本语言绘制出梯级图，以图解法分别求解出实验所需理论塔板数和加料板位置。结果表明该方法具有方便、快捷、准确性高的特点，并且可以有效提高学生的计算机数据处理能力。 关键词：精馏实验；精馏计算；图解法；Origin软件 前言 精馏是工业生产中一种重要的传质单元操作，利用液体混合物中各组分间挥发度的差异，以热能为媒介，实现混合物的高纯度分离，广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等行业。因此，精馏实验也是化工原理实验中最重要的实验之一，在计算精馏塔理论板数时，一般采用逐板计算法（Lewis—Mathson法）或图解法（McCabe－Thiele法）[1]。其中逐板计算法以双组分精馏的平衡线方程和操作线方程为基础，在计算过程中交替使用这两个方程求算塔内气液相组成，从而确定精馏所需理论板数。图解法的基本原理与逐板计算法完全相同，只是分别用相平衡曲线和操作线代替了逐板计算法中的相平衡方程和操作线方程，并用画直角梯形线的方法代替了繁杂的计算。图解法的优点在于简便和直观，但准确性和可靠性也相对较差。而借助计算机软件辅助进行数据与图形处理，不仅可以减少人为误差、提高效率和精确度，还可有效地锻炼学生计算机应用能力，培养其科学研究素养[2-3]。Origin是美国OriginLab公司开发的一种图形可视化和数据分析软件，具有强大的数据分析和绘图功能[4]。本文利用Origin7.0软件的LabTalk脚本语言，开发出一种二元精馏塔理论塔板数的计算方法。 1.材料与方法 1.1Origin LabTalk Origin除了提供使用方便的图框、工具之外，还提供了编程语言，便于用户进行自定义操作，这种编程语言就是LabTalk。LabTalk是一种功能完整的编程语言，它能够实现Origin 软件中的所有操作，其语法结构类似于C语言，但又不完全相同。LabTalk还包含了带有功能选择和参数的DOS类型命令，并具有和VB相似的对象属性和方法[4]。另外LabTalk可以自定义对象，从而增加了灵活性，令用户在使用Origin时更加自由。 1.2计算流程 理论塔板数 1、定义 理论塔板数（theoretical plate number）N，色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率（简称柱效）。N取决于固定相的种类、性质（粒度、粒径分布等）、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。如果峰形对称并符合正态分布，N可近似表示为：理论塔板数=5.54(保留时间/半高峰宽)2柱效率用理论塔板数定量地表示：N=16*（t/w ）2。其中，t是溶质从进样到最大洗脱峰出现的时间，w为该溶质的洗脱峰在基线处的宽度。在一色谱柱中用相同的洗脱条件时候，不同化合物的滞留时间与其洗脱峰宽度之比接近常数。因此理论塔板数大的色谱柱效率高。当然，N的大小和柱子长度有密切关系：理论塔板高度H=柱长/N，用H可以衡量单位长度的色谱柱的效率，H越小，则色谱柱效率越高。 N为常量时，W随tR成正比例变化。在一张多组分色谱图上，如果各组份含量相当，则后洗脱的峰比前面的峰要逐渐加宽，峰高则逐渐降低。 用半峰宽计算理论塔板数比用峰宽计算更为方便和常用，因为半峰宽更容易准确测定，尤其是对稍有拖尾的峰。 N与柱长成正比，柱越长，N越大。用N表示柱效时应注明柱长，，如果未注明，则表示柱长为1米时的理论塔板数。（一般HPLC柱的N在1000以上。）若用调整保留时间（tR′）计算理论塔板数，所得值称为有效理论塔板数（N有效或Neff）=16(tR′/W)2 我们知道实际操作过程中，峰会出现拖尾的情况，所以，实用半峰宽比使用峰宽要准确一些，当然这也不是绝对的。 理论塔板高度和理论塔板数都是柱效指标，，由于峰宽或半峰宽是组分分子在色谱柱内离散的度量，总的离散程度是单位柱长内分子离散的累计，其与柱长成正比。 理论塔板数首先应该是和柱子的性能是有关系的，像填料，柱长什么的，和你的流动相，流速，样品分子量大小都是有关系的。每个峰的理论塔板数肯定是不同的，理论塔板数越高峰形越好。 2、理论塔板数下降后可以考虑色谱柱再生 （1）、反相柱 分别用甲醇：水=90：10，纯甲醇（HPLC级），异丙醇（HPLC级），二氯甲烷（HPLC级）等溶剂作为流动相，依次冲洗，每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积，然后再以相反的次序冲洗。 （2）、正相柱 分别用正己烷（HPLC级），异丙醇（HPLC级），二氯甲烷（HPLC级），甲醇（HPLC级）等溶剂做流动相顺次冲洗，每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大,可降低流速，避免压力过高)。注意使用溶剂的次序不要颠倒，用甲醇冲洗完后，再以相反的次序冲洗至正己烷.所有的流动相必须严格脱水。 （3）、离子交换柱 长时间在缓冲溶液中使用和进样，将导致色谱柱离子交换能力下降，用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生，反之，用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生。 另外，还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗，但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的。塔板理论
图解法求理论板数
统计学-平均数、中位数和众数
填料精馏塔理论塔板数的测定(精)
统计学原理-计算公式
基于Origin LabTalk 的精馏塔理论塔板数计算
平均数,中位数,众数练习题
精馏塔工艺工艺设计计算
理论塔板数的计算
用计算器(机)来求平均数、中位数和众数
教学过程
一、创设情境 我们已经学会了求一组数据的平均数、中位数和众数的方法．而当数据个数很多时，用计 算器（机）来算显得非常简便．我们只要将各个数据输入计算器（机），再按照指定的顺序进 行操作，便可直接得到所需要的结果．b5E2RGbCAP 二、探索与归纳 1.用计算器来计算平均数：
（先熟悉计算器的面板，如上图所示）
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(6)在输入数据的过程中，如发现刚输入的数据有误， 可按 SHIFT 键 CL 键将它清除，再重新输入正确数据. 2.计算机帮我们求平均数、中位数和众数： Microsoft Office 的 Excel 不仅可以用来画统计图， 还可以用来求平均数、 中位数和众数． 不 妨以前面 31 个城市当日最高气温这组数据为例，用计算机来求这三个指标．操作步骤是这样 的：p1EanqFDPw (1)在这张表中的第一列逐个输入所有的数据，一个数据占一格，选中一个空白格，作为计 算机放答案的位置，如图所示：DXDiTa9E3d
(2)点击工具栏中的“=”后，在“=”号这一行的最前面会出现一个可下拉的菜单，点击一 下这个菜单，将显示如图的屏幕．如果要计算平均数，就选择“AVERAGE”；RTCrpUDGiT 如果要计算中位数，就选择“MEDIAN”；要计算众数，就选择“MODE”．
2/6逐板计算法
MATLAB图解精馏塔理论塔板数程序代码
理论塔板数
化工原理精馏题
中位数与众数的教案
精馏塔理论塔板数与c语言编程计算
基于Origin LabTalk 的精馏塔理论塔板数计算
理论塔板数