传质分离的严格模拟计算教学PPT.ppt

上节回顾,严格计算：逐板法，三对角矩阵法和松弛法 逐板法 三对角矩阵 平衡级的理论模型 mesh方程的推导,修正的m方程变换,三对角矩阵的托玛斯解法（追赶法）,5.1.4 非线性方程组的计算,newton-raphson法；松弛法；等,电算：,mesh方程的解离法（amundson-pontinen方法）,泡点法（bp法）,流率加和法（sr法）,改进的amundson-pontinen方法,窄沸程,宽沸程,三对角矩阵法,宽沸程,窄沸程,5.2.1 泡点法（bp法）,所以用组分的摩尔分数加和式，即s-方程来检验平衡级温 度tj是否正确。,精馏系统内的热量传递主要由潜热的变化引起，由此也引 起两相流率的变化，所以用热量衡算方程，即h-方程来检验流 率vj是否正确。,bp法适用于窄沸程混合物的分离计算，如一般精馏过程。,平衡级温度就是泡点温度或露点温度，它们主要取决于两相组成。,在此情况下，各平衡级上的传质过程主要依赖于两相流体 的部分汽化和部分冷凝。,5.2.1.1 修正的h方程,lj,lj-1,所以，修正的h方程：,修正的h方程：,(5-12)对第2级-第n-1级，写出矩阵表达式：,2、收敛条件（任一种）,3、计算框图和方法,1、采用方程,修正的m方程(用三对角矩阵法解) 求解xi,j s方程(泡点方程) 求解tj 修正的h方程求解i,5.2.1.2 泡点法解题的思路,规定： 进料：fj,zi,j,tfj,pfj 压力：pj 侧采：uj,wj 热负荷：qj（除q1和qn） 级数：n 回流量：l1 气相馏出量：v1,开 始,设定tj、vj初值,解三对角线矩阵方程，求xi,j,归一化xi,j,泡点计算，求新的tj，vj,计算冷凝器和再沸器的热负荷（q1和qn）,h-eq.计算新的vj ：式（5-13）；计算lj：式（5-6）,调整tj和vj,结 束,yes,no,规定设计变量,是否满足迭代收敛准则,根据塔顶、塔釜的温度线性分布。,设为恒摩尔流。,图中步骤：,塔顶： 气相采出：露点温度 液相采出：泡点温度 气液采出：中间温度,塔釜： 泡点温度,按指定的回流比，馏出量，进料量，侧线采出量，通过物料衡算假设出一组初值(如例题5-1)。,调整：,对tj给出上下限；,当vj为负值时，变为接近0的正值；,迭代过程中采用阻尼因子。,p=689.4kpa,u1,l1,=2.0,q1,1,2,3,4,q5,例5-1,hj(hj)=f(t)：用例5-2中(2) (3)式计算。,ki查p-t-k图,5.2.2 流率加和法（sr法）,sr法适用于宽沸程混合物的分离过程，如吸收、解吸、气提和萃取等过程的计算。,在此情况下，系统内的热量传递主要由显热的变化引起，热量平衡对级温度比对级间流率敏感的多。,用s-方程检验、计算流率；用h-方程检验、计算级温度。,规定： 进料：fj,zi,j,tfj,pfj 压力：pj 侧采：uj,wj 热负荷：qj（除q1和qn） 级数：n 回流量：l1 气相馏出量：v1,开 始,设定tj、vj初值,解三对角线矩阵方程，求xi,j,归一化xi,j和yi,j,求新的tj(k+1)= tj(k)+tj(k) tj(k)通过托马斯法求解一偏导数矩阵方程(5-18),s-eq.(5-15)计算lj ；物料衡算(5-16)计算vj）,调整tj和vj,结 束,yes,no,规定设计变量,是否满足迭代收敛准则,图中步骤：,vj设为恒摩尔流。,塔顶： 气相采出：露点温度 液相采出：泡点温度 气液采出：中间温度,塔釜： 泡点温度,tj根据塔顶、塔釜的温度线性分布。,按指定的回流比，馏出量，进料量，侧线采出量，通过物料衡算假设出一组初值(如例题5-1)。,相应的vj+1(k1)由对级j到级n作总物料衡算得到：,相应的lj (k)由物料衡算式5-6得：,对yi,j归一化:,对xi,j归一化:,计算yi,j:,式中，,这可以表