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《天津大学化工分离工程教案第5章多组分多级分离的严格计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、分离过程第6章多组分多级分离的严格计算主要内容及要求：学习并掌握多组分多级分离过程理论模型的建立及求解。重点：泡点法（BP法）、流率加和法（SR法）。复习精馏简捷计算——FUG法FenskeNTUnderwoodRmGillilandN、R吸收简捷计算——平均吸收因子法-1lg)1lg(--=AANjj严格计算的必要性简捷算法中引入的假设“恒摩尔流和相对挥发度为常数”，在高压及塔顶、塔釜温差很大的情况下，偏差太大。简捷计算不能给出各塔板上的浓度、温度等信息，也难以处理具有多股进料，多股侧采及有侧线换热等复杂分离过程。特殊精馏，多组分吸收，多组分萃
2、取等过程也以采用严格计算为宜。严格计算的原则：在给定的条件下，对每块塔板同时进行物料衡算，热量衡算及相平衡和归一化计算。常用计算软件：AspenPlus，HYSIM，ProcessII等。6.1平衡级的理论模型UjWjFjLjVjLj-1Vj+1Qjzi,j,HF,j,TF,j,pF,jyi,j+1,Hj+1,Tj+1,pj+1xi,j,hj,Tj,pjxi,j-1,hj-1,Tj-1,pj-1yi,j,Hj,Tj,pj第j级平衡级假定各级上达到相平衡且无化学反应。建模原则：M——物料衡算；MESH方程E——相平衡关系；S——组分摩尔分率加和式；
3、H——热量衡算。对第j级：（1）物料衡算（M－eq.）：01111=+-+-++=++--jijjjijjjijjijjijMjiyWVxULzFyVxLG,,,,,,)()(i=1,2,…CC个（2）相平衡关系式（E－eq.）：0=-=jijijiEjixKyG,,,,i=1,2,…CC个（3）摩尔分率加和式（S－eq.）：2个c001=-=∑.,1=ijiSYjyGi=1,2,…C001=-=∑.,c1=ijiSXjxGi=1,2,…C（4）热量衡算式（H－eq.）：01111=-+-+-++=++--jjjjjjjjFjjjjjHjQHWV
4、hULHFHVhLG)()(,1个共有（2C＋3）个方程将上述N个平衡级按逆流方式串联:UjWjFjLjVjLj-1Vj+1QjjF1V1Q11FNLNQNN······普通的N级逆流装置UjWjFjLjVjLj-1Vj+1QjjF1V1Q11FNLNQNN······设计变量分析：固定设计变量Nx：进料变量数：N（C+2）压力等级数：N可调设计变量Na：N（C+3）串级单元数：侧线采出数：传热单元数：分配器数：12N－2N03N-1总设计变量数Ni=Nx+Na=N(C+6)-1UjWjFjLjVjLj-1Vj+1QjjF1V1Q11FNLNQN
5、N······总变量数：变量个数变量个数FjNxijNCVjNyijNCLjNzijNCWjN-1PFjNUjN-1TFjNQjNPjN级数1N(3C+9)-1MESH方程数：N(2C+3)需要规定的变量数：N(C+6)-1对操作型问题可以指定以下变量：1、进料信息：Fj、zij、TFj、PFj——N（C+2）个2、各级压力：Pj——N个3、各级侧线采出：Uj、Wj——2（N－1）个4、各级换热：Qj——N个5、级数：N——1个未知量：＋N(C+6)-11、液相组成：xi,j——NC个2、气相组成：yi,j——NC个3、液相流率：Lj——N个4、
6、气相流率：Vj——N个5、各级温度：Tj——N个N（2C+3）个有唯一解如何求解MESH方程组？常用严格计算法稳态方程计算法方程解离法（分块求解法）逐级计算法Lewis-Matheson(LM)法单股进料，无侧采，设计型算法，求级数Thiele-Geddes(TG)法K值和焓值与组成无关，操作型算法三对角矩阵法泡点法(BP法)—窄沸程流率加和法(SR法)—宽沸程同时校正法（同时求解）Naphthali-Sandholm（NC-SC）法Goldstein-Standfield（GS-SC）法非稳态方程计算法ROSE松弛法各种计算方法在下述三方面作出
7、了不同选择：1、迭代变量：选择哪些变量在迭代计算中逐步修正使其接近于正确解，而其余变量则可从迭代变量算得。2、迭代算法的组织：1）联立解方程与迭代变量的排列；2）分块解，如何分解，哪个变量与哪一个分块方程匹配，哪一分块放在内层迭代。3、摩尔流率的修正，归一圆整以及迭代加速方法的选择。6.2三对角线矩阵法方程解离法（又称配对收敛法）：按方程类型分组的多级分离过程的计算方法。适合操作型计算。6.2.1方程的解离方法及求解6.2.2泡点法（BP法）6.2.3流率加和法（SR法）6.2.1方程的解离方法及求解一、方程的解离：MESHME：工作方程算组成S
8、H校验方程（校核方程）算温度、流率求解：液相组成xi,j，汽相组成yi,j，温度Tj，流率Vj或Lj。泡点法（BP）：用S检验T，用H检
