化工分离工程04[1].ppt

第四章多组分多级分离的严格计算 教师 何寿林制作 何寿林 第四章多组分多级分离的严格计算 第一节平衡级的理论模型第二节逐板计算法第三节三对角矩阵法 第一节平衡级的理论模型 考察 逆流接触阶梯布置 连续稳定多级汽液或液液接触设备 图4 2 对于任一级j 图4 1 数学模型 1 物料衡算 M 2 相平衡关系 E 3 摩尔分率加和式 S 4 热量衡算 H 一 MESH方程的推导 二 变量分析 MESH方程有解 3股进料 串级 Ni的指定方法 对操作型计算 我把不同类型分离设备设计中典型变量规定列在表4 1中 你可以去查哟 三 求解 手算 Lewis Matheson法 设计型计算Thiele Geddes法 设计型计算电算 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Newton Raphson法 松弛法 等 返回 讨论 1 恒摩尔流2 用相对挥发度或相平衡常数表示平衡关系方法 交替使用操作线 平衡线方程模型塔 变量规定 Na 5饱和液体温度LK的回收率HK的回收率回流比最适宜进料位置 第二节逐板计算法 喂 你怎么计算 当然是逐板 一 逐板计算法 二 进料位置的确定适宜进料位置 完成分离任务理论板最少的进料位置 进料板 进料位置的近似确定法 从上向下计算 从下向上计算 过早的改换操作线方程会导致不合理的结果 三 计算起点的确定 二元精馏 多元精馏 计算起点 塔顶或塔釜 例1 无轻组分 LNK 的精馏 讨论 若C只有99 的进入塔釜 计算起点 塔釜 例2 无重组分 HNK 的精馏 计算起点 塔顶 例3 LNK和HNK都有的精馏 计算起点 从顶或釜分别计算 进料板契合 四 校核和修正计算起点由估计值确定 估计值稍有误差 会对逐板计算影响很大 一轮计算后 要用非关键组分校核和修正 若从上向下计算完成后 用LNK校核 例4 1求N 进料位置 解 1 物料衡算2 相平衡计算 方法 3 操作线方程4 逐板计算5 估计值的校核对LNK组分校核 一般情况 萃取精馏 被萃取组分在塔釜回收率高 从釜计算 共沸精馏 共沸物在塔顶能准确估计 从顶开始 返回 将MESH方程分成三组 第三节三对角矩阵法 4 3 1方程的解离方法和三对角线矩阵方程的托玛斯解法4 3 2泡点法 BP法 第三节三对角矩阵法 返回 4 3 1方程的解离方法和三对角线矩阵方程的托玛斯解法 一 方程的解离 恢复 二 三对角矩阵的托玛斯解法 追赶法 属于高斯消去法初等变换 该法优点 1 避免计算机圆整误差积累2 不会出现负摩尔分率 返回 4 3 2泡点法 BP法 1 采用方程修正的M方程 求解Xi jS方程 求解Tj修正的H方程如下 察看 2 收敛条件 任一种 3 计算框图和方法 图中步骤 解 1 初值的确定 5 判断收敛标准 例4 31 观察不同的初值对收敛的影响2 讨论最适宜的进料位置取不同的D W T为初值 采用泡点法计算 收敛条件 1 比较迭代次数 机时讨论结果 a 方案2最好 b 方案1为简捷法结果初值 但迭代次数最大 结论 a 收敛速度不可预示 很大程度取决于温度初值和每次迭代后对变量的调整 b 在高回流比情况下比在低回流比情况下更难收敛 2 讨论进料位置已知D W N后 很难给