第5章-序贯模块模拟法Nppt课件.pptx

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1、第5章序贯模块模拟法第一节原理第二节循环回路的流股断裂一、最优断裂准则二、回路矩阵三、Upadhye-Grens断裂法（II）第三节断裂流股变量收敛一、收敛单元二、常用迭代法第四节用序贯模块模拟法解决设计问题第五节序贯模块模拟法流程模拟实例第一节原理大系统子系统系统分解多个单元形成不可分割子系统不可分割子系统,可顺序求解HABCDEFGIABCDEH输入端单元可直接求解FG有1条循环物流必须联合处理I一个单元可直接求解按单元顺序处理—序贯模块法单元、连接方程联立求解—面向方程法有3条循环物流必须联合处理S2S3通用混合器子程序Submix(F1,F2,P1)P1=

2、F1+F2EndSub序贯模块法原理通用分割器子程序SubSPLT(F1,P1,P2,ALFA)P1=F1*ALFAP2=F1*(1-ALFA)EndSubd=0d=1计算步骤：为什么没有能量平衡方程？这里只需考虑总物料平衡2）调用MIX子程序没法用，循环流股S4未知！2）增加收敛单元RECY，可产生S4初值S4’3）调用MIX(S1,S4’,S2),可由S1和S4’得到S21）给定进料条件，S1=10；给定分割比，α=0.5RECYS4’4）调用SPLT(S2,S4’’,S3,α),可由S2和α计算S4’’和S3S4’’5）调用RECY，对比S4’’与S4’，若

3、不等，则改S4’重算MIXSPLTSPLTMIXMIX设S1=10kmol/h，分割比=0.5,进行流程模拟计算①设S4=0，进行MIX的模拟计算∶S2=S1+S4=10+0=10②进行分割器的模拟计算∶S4’=S2=0.510=5③比较S4’与S4∶④现假设S4=10，由MIX模块计算得到∶S2=S1+S4=10+10=20⑤进行分割器的模拟计算∶S4’=S2=0.520=10⑥计算得S4’与假设S4的数值相等，假设正确。⑦由SPLT模块计算得S3=10。流程计算完成。本例是通过人工干预很快给出合适的初值编程计算必须通过迭代逐渐趋近准确解！序贯模块法模块

4、的特点单向性––只能给定进料、设计规定、断裂流股初值计算得到结果设计规定积木式结构αS1进料RECYSPLTFLSHMIX循环流股流程计算值––变更组分、设备或流程结构时，只需改变相应的物性、单元程序或流程结构迭代收敛单元––含有循环流和/或设计规定，必须通过收敛单元迭代初值迭代变量结果内部信息内部信息(设备参数)收敛例反应系统原则流程反应系统迭代流程计算流程混合器MIX(FI1，FI2，FO)功能由FI1，FI2，计算出输出流股FO的信息。反应器REC(FI，P，Q，，FO)功能由FI，反应器与外界交换的热量Q，由反应产生的压降P，及反应进行的程度，计算

5、出出口流FO的条件。闪蒸器FLSH(FI，Q，PV，FV，FL)功能由FI的信息，与外界交换的热量Q，闪蒸后的压力PV，计算到闪蒸后汽液物流的信息。收敛单元CONV(FO，FI)功能比较初值FO与与由流程计算得到的新值FI是否相等。若相等，则结束循环流股的计算；否则，根据FI，产生新的FO。计算框图计算顺序切断S2,给S2赋初值RECFLSHMIXRECY（迭代S2）切断S3,给S3赋初值FLSHMIXRECRECY（迭代S3）切断S5,给S5赋初值MIXRECFLSHRECY（迭代S5）单元迭代计算的顺序完全相同，只是起点不同！单元与物流之间的

6、调用关系相同，计算顺序相同！第一节原理第二节循环回路的流股断裂一、最优断裂准则二、回路矩阵三、Upadhye-Grens断裂法（II）第三节断裂流股变量收敛一、收敛单元二、常用迭代法第四节用序贯模块模拟法解决设计问题第五节序贯模块模拟法流程模拟实例第二节循环回路的流股断裂循环回路的流股断裂回路1回路2断裂方法1：切断循环流股初值1初值2迭代值2迭代值1流程计算必须保证所有回路被切断！所有切断变量将迭代！断裂方法2：最佳断裂初值迭代值断裂结果：1）两股流股，2）一股流股第一节原理第二节循环回路的流股断裂一、最优断裂准则二、回路矩阵三、Upadhye-Grens断裂法

7、（II）第三节断裂流股变量收敛一、收敛单元二、常用迭代法第四节用序贯模块模拟法解决设计问题第五节序贯模块模拟法流程模拟实例一、最优断裂准则II流程有4股循环物流，至少有4个回路！所有回路被切断！切断变量将迭代！目标：最快收敛！（迭代变量最少，收敛速度最快）I回路1回路2I回路3回路4计算时间影响因素：断裂方式；流程及变量灵敏度有效计算时间：流程计算；断裂流股迭代迭代时间：=nti迭代次数(n)；单次迭代时间(ti)最优断裂准则(1)被切断的流股数最少；(2)被切断的流股变量数最少；(3)被切断的流股的权重因子之和最少；(4)回路切断的总次数最少。统一数学表达式式

8、中，j