【正文】 F、 PF、 P、 L(或汽化率 ) ? 變量數(shù)： 3C+6 ? 方程數(shù)： 2C+3 ? 指定變量數(shù) :(3C+6)(2C+3)=C+3 及： F、 Zi、 T、 P 一、汽液平衡常數(shù)與組成無關(guān) 2C+3個方程 對 i組分物料衡算： 有： iiiiCiiiiixFKFxFZFLFVFVxVKLxFZ????????????????)1()1(,2,1有：令汽相分率：?及成或使或試差11)682()1(1)672()1(1,2,1??????????????????iiCiiiiiiiiyxTKZKyKZx????— Rice方程 用于電算 由 (2— 68),(2— 67）： )722()()()]1(1[)1()(0)1(1)1()()712(0)1(1)1()()()()1(1221???????????????????????????????kkkkciiiici iiiiiiiiffKZKfKZKfKZKxy?????????用于牛頓迭代：3. Q 的計算 Q— 吸熱為正，移熱為負 H— 混合物的摩爾焓 對于理想混合： LVF LHVHFHQ ???—iCiPTLiiLCiPTViiVHHxHHyH??????1),(1),(純組分摩爾焓 方法一： 已知 P ?????CiBiiBiTZKTfZ101)( 試差泡點進行泡點計算：對?????CiDiiDiTKZTfZ101)( 試差露點）（進行露點計算：對判斷：若 閃蒸問題成立 D B T T T ??方法二： ??????????過熱蒸汽有液體存在下進行露點計算：、在對111iiDiKZTTPTZ??????????過冷液體有氣體存在下進行泡點計算：、在對111iiBiZKTTPTZ解。同時成立，閃蒸問題有若?????????11iiiiKZZK判斷： 溫度小于泡點說明下進行露點計算：、在對????CiBoiioiTCKZk P aCZ15017 7 2 0 050例 2— 8 液體混合物的汽化 （烴類物系 ） 在 50℃ ， 200kPa下絕熱閃蒸，已知 解： i Z 150 200 5 1 50oiCoi i BiZ C kPaK Z C T????對 在 、 下 進 行 泡 點 計 算 ：說 明 大 于 泡 點 溫 度解。同時成立，閃蒸問題有?????????11iiiiKZZK判 斷： Rachford— Rice方程 烴類物系， K查 P— T— K圖 )()()]1(1[)1()(0)1(1)1()(0)1(1)1()()()()()1(1221????????????????????????????????????????次得：，迭代取用于牛頓迭代：kkkkciiiici iiiiiiffKZKfKZKfKZKf i i y x , iiiiiiii yxxKyKZx，代入式中，求將采用???????????????)682()672()1(1:)682(),672( V， L k m o lVFLk m o lFV4 9 05 1 0????? ? 圖誤差）正確 KTPxy ii???? ??(9 9 0 0 二、汽液平衡常數(shù)與組成有關(guān)的閃蒸計算 對 分層迭代： i i y x , , ? 由 (2— 67),(2— 68) 計算 x， y 如果不直接迭代，重新估計 x， y值 開始 給定 F， Z， P， T 估計初值 x， y ),( iiii yxPTkK ?計算由 RachfordRice方程迭代 ? 比較 x， y的估計值和 計算值 不收斂 收斂 輸出 對 同時迭代： 如果不直接迭代，重新估計 x， y值 y ? , x 不收斂 收斂 輸出 ）（）（ 和比較：比較：估計和歸一化值，歸一化KKii yx?? 1?開始 給定 F， Z， P， T ),( iiii yxPTkK ?計算由 (2— 67),(2— 68) 計算 x， y 由 RachfordRice 方程迭代 )1( ?k?估計初值 x， y, ? 絕熱閃蒸 到目前為止，所討論的都是設(shè)置 換熱器和膨脹閥 的平衡閃蒸 過程，這使其能夠在 T， P， Ψ或 V/F中任選兩個參數(shù)而不必考慮總的熱焓衡算。 熱焓差 是由換熱器交換的熱量來補足的，反過來，可用熱焓衡算來確定所需的熱量。 但是，實際生產(chǎn)過程中，閃蒸常常不是通過換熱器來實現(xiàn)的，而是依靠將原料通過閥門，等焓節(jié)流至低壓，生成蒸汽來完成分離作用的，這就是 絕熱閃蒸 ，又稱為 等焓閃蒸 。 有關(guān)概念： 節(jié)流： 工質(zhì)在管內(nèi)流動時，由于通道截面突然縮小，使工質(zhì)壓力降低，這種現(xiàn)象稱為 節(jié)流 。 化工過程中常遇見的工質(zhì)經(jīng)孔板或閥門等部件時，由于管道的流通截面突然縮小引起工質(zhì)壓力降低，便是節(jié)流。因工質(zhì)流經(jīng)縮口的時間極短，來不及與外界交換熱量，可看成絕熱過程。 節(jié)流前后的焓相等是節(jié)流過程的基本特征。 前面已經(jīng)分析了閃蒸過程的自由度為 C＋ 4，由于 Q=0，因此，絕熱閃蒸的自由度為 C＋ 3，除已知的原料變量 C＋ 2個（原料流量 F、組成、溫度和壓力）， 可以獨立指定的變量就只有一個，這個變量不能再是溫度 T，因為它可通過焓衡算來確定 。 普通的情況是指定閃蒸壓力 P。 絕熱閃蒸的計算任務(wù)是： 已知： F、 zi、 T P1和 P 計算： T、 V、 L、 xi、 yi 圖 2－ 6 絕熱閃蒸示意圖 絕熱閃蒸計算與等溫閃蒸計算相類似，僅增加一個 熱衡算方程 。絕熱閃蒸的計算基本方程為： LVFiiiCiiCiiiiiLHVHFHLVFLxVyFzxyxKy?????????????11111．常用解法 這是目前應(yīng)用得較多的一種方法，一般選取 xi、 yi、 T和 Ψ為循環(huán)變量，并依照處理體系的 沸程寬窄 （組分之相對揮發(fā)度或沸點差） 來設(shè)計內(nèi)外循環(huán)變量。 寬沸程體系： 熱焓衡算更主要取決于溫度（外層變量），而不是 Ψ（內(nèi)層變量）。 窄沸程體系： 熱焓衡算更主要受汽化潛熱的影響，即受 Ψ （外層變量）影響較大，受 T （內(nèi)層變量）影響較小。 在這一解法中有兩點值得指出： ? 首先是對于所選出的循環(huán)變量，并未采取同時迭代求解的方法，而是采取了內(nèi)、中、外三重嵌套的迭代循環(huán)，分別對不同變量分層迭代收斂。內(nèi)循環(huán)是視寬、窄沸程的不同情況，分別迭代收斂 Ψ或 T中的一個變量。內(nèi)循環(huán)收斂后，轉(zhuǎn)入中間循環(huán)，迭代收斂 xi， yi。中環(huán)收斂后，再轉(zhuǎn)入外循環(huán)，迭代收斂Ψ和 T中的另一個。當(dāng)外循環(huán)最后達到收斂時，才結(jié)束整個求解過程。 ? 另一點就是在具體的閃蒸計算中，對寬、窄沸程的情況予以區(qū)別對待的作法。 例如： 設(shè)有兩種極不相同的混合物，分別為窄沸程和寬沸程，每一種都進入一絕熱閃蒸器，從一完全給定狀態(tài)的原料產(chǎn)生蒸汽和液體產(chǎn)品。 設(shè) 窄沸程 為一純組分的極限情況。對這種進料，閃蒸器的溫度就是規(guī)定壓力下該組分的沸點。改變進料熱焓就會改變各相流量，而不會改變閃蒸器溫度。顯然， 計算 相流量 （ L， V）應(yīng)該用焓衡算 。 設(shè) 寬沸程 為一二元混合物，其中一個揮發(fā)性很大，另一個則極難揮發(fā)。對于這樣一種進料，離開閃蒸器的各相流量完全取決于體系的分配系數(shù)。在很大的溫度范圍內(nèi)，汽相主要是易揮發(fā)組分，液相主要是難揮發(fā)組分。進料中增加的熱焓將使閃蒸溫度升高，但對兩相流量幾乎不產(chǎn)生影響。顯然，此時可 由焓衡算來計算 閃蒸器溫度 。 作業(yè)： P51： 8題 P52： 14題 返回