化工分离过程(-陈洪钫-刘家祺编-)第四章-多组分多级分离严格计算PPT课件

.,1,第四章多组分多级分离的严格计算,.,2,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,.,4,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42）。,对于任一级j（图41）：,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）,.,5,一、MESH方程的推导,.,6,.,7,二、变量分析,MESH方程有解,3股进料,串级,.,8,Ni的指定方法：对操作型计算,.,9,我把不同类型分离设备设计中典型变量规定列在表41中，你可以去查哟！,.,10,三、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,.,11,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,.,12,.,13,喂,你怎么计算?,当然是逐板!,一、逐板计算法,.,14,.,15,二、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,.,16,进料位置的近似确定法：,从上向下计算：,从下向上计算：,.,17,过早的改换操作线方程会导致不合理的结果：,.,18,三、计算起点的确定,二元精馏：,多元精馏：,计算起点：塔顶或塔釜,.,19,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,.,20,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。,.,21,四、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：,.,22,例41求N，进料位置,.,23,解：1.物料衡算2.相平衡计算,方法：,.,24,3.操作线方程4.逐板计算5.估计值的校核对LNK组分校核,.,25,.,26,一般情况：,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,.,27,返回,.,28,将MESH方程分成三组：,第三节三对角矩阵法,.,29,4.3.1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,.,30,4.3.1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,.,31,恢复,.,32,.,33,.,34,.,35,二、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：,.,36,.,37,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,.,38,4.3.2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,.,39,.,40,.,41,.,42,2.收敛条件（任一种）,3.计算框图和方法,.,44,图中步骤：,.,45,.,46,.,47,.,48,.,49,解：1.初值的确定,.,50,.,51,.,52,.,53,5.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：,.,54,1.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。,.,55,2.讨论进料位置已知D、W、N