化工系統(tǒng)工程緒論(存儲版)
【正文】 合 成 塔壓 縮 機(jī) 換 熱 器高壓分離器低 壓 分 離 器新 鮮原 料 氣產(chǎn) 品 N H3排 空壓 縮 機(jī)1）氨合成系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 混合器① 混 合器 ①1 27j = 1,2,…,5 ，表示 5種混合組分 物流編號： 1， 2， …… ， 10 jjj xFxFxF 227711 ??5個(gè)方程 混合組分 1 N 2 2 H 2 3 NH 3 4 Ar 5 CH 4 混合器② 混 合器 ②2 31 0jjj xFxFxF 33101022 ??j = 1,2,…,5 5個(gè)方程 混合組分 1 N 2 2 H 2 3 NH 3 4 Ar 5 CH 4 反應(yīng)器 ③ 32223 NHHN ????????????????? : :3232 :22 :4543534444343434424333323434414333313xFxFCHxFxFArxFxFxFxFHxFxFxFxFN反應(yīng)平衡方程： K：平衡常數(shù)， P：反應(yīng)壓力 342412432xxxPK???5個(gè)方程 混合組分 1 N2 2 H2 3 NH3 4 Ar 5 CH4 氨 合 成 塔③3 4高壓分離器 ④ 汽液平衡方程 k1,k2,…,k 5為 PD， TD下的組分平衡常數(shù) )5,2,1( 885544 ???? jxFxFxF jjj )5,2,1( 58 ??? jkxxjjj10個(gè)方程 分離器④45810個(gè)方程 )5,2,1( 776655 ???? jxFxFxF jjj汽液平衡方程 k1’,k2’,…,k 5’為 PF， TF下的組分平衡常數(shù) )5,2,1( 67 ???? jkxxjjj 低壓分離器 ⑤ 低 壓 分 離 器 ⑤67510個(gè)方程 8910988910 )4,2,1( FfFFFFjxxx jjj??????? ?其中， f為分割率 分流器 ⑥ 分 流 器 ⑥91 08分子分率約束式 )10,2,1( 151?????ixjij10個(gè)方程 共計(jì)： Ne ＝ 55 個(gè)方程 方程類型 – 物料平衡方程組： 無反應(yīng) ——質(zhì)量平衡（分子量平衡） 有反應(yīng) ——原子數(shù)目平衡 – 分子分率約束式： – 設(shè)備約束式（描述流程結(jié)構(gòu)）： ????????????5432154321,kkkkkkkkkkfk反應(yīng)平衡常數(shù) 分割率 汽液平衡常數(shù)（高壓） 汽液平衡常數(shù)（低壓） 變量個(gè)數(shù) 設(shè)備參數(shù)： 物流變量 60個(gè) Fi , i=1,2, …,10 xij ， i=1,2, …,10 ； j=1,2, …,5 ∴ 方程數(shù)： Ne ＝ 55； 變量數(shù)： Nv ＝ 72 設(shè)計(jì)變量 d ＝ 72 － 55 ＝ 17 （個(gè)） 可選設(shè)備參數(shù) 12 個(gè) 可選進(jìn)料物流變量： F1， x11， x12， x14， x15為設(shè)計(jì)變量 2)數(shù)學(xué)模型的序貫求解 ① 序貫?zāi)K法中應(yīng)用的 系統(tǒng)分解 的基本思想： 化整為零，按大系統(tǒng)特性，將各個(gè)子系統(tǒng)的求解有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)。 序貫?zāi)K法： 逐個(gè)單元模塊依次序貫計(jì)算求解系統(tǒng)模型的一種方法。 （ 3）集總參數(shù)模型與分布參數(shù)模型 集總參數(shù)模型 —— 過程變量不隨空間坐標(biāo)而改變，如理想 混合反應(yīng)器。 模擬 (Simulation)：用一能反映研究對象本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，與
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