物料衡算與熱量衡算培訓(xùn)課件(ppt44頁)(參考版)
2025-03-12 14:12本頁面
【正文】 所以流股變量只有 F F F3，再加二個(gè)組成變量（共 5個(gè)變量） 1 但請(qǐng)注意：要說明這個(gè)分流器過程， 4號(hào)流股的流量一定要確定下來，怎么確定呢？通過 F4＝ F1－ F2－ F3來確定，這樣就用掉了 MB方程； 變量組： F F F（ F1－ F2－ F3 ），兩個(gè)組成變量； 這樣做，其 MB方程就不獨(dú)立存在了。 例題：有如下一個(gè)分流器： 分流器 1 2 3 4 1000 Kg/h NaCl Na2SO4 H2O 要求： F2＝ 2F3， F3＝ ， 試做其自由度分析并求解其 MB。 注意：流程中有幾個(gè)單元設(shè)備，就只需要求解幾步， 整體（ OB）也相當(dāng)于一個(gè)虛擬單元。 從以上分析可以在具體計(jì)算之前得出 物料衡算的計(jì)算順序 ： 精餾塔 MB 回收塔 MB 混合器 1MB 整體 OB MB 溶劑提餾塔 MB 混合器 2MB 萃取塔 MB 這是一個(gè)每步計(jì)算都能完全求解的計(jì)算順序 。 求解完溶劑提餾塔后，將對(duì)混合器 萃取塔的物料衡算產(chǎn)生影響。 混合器 2 溶劑 提餾塔 變量總數(shù) MB衡算方程數(shù) 已知變量數(shù) 附加關(guān)系式數(shù) 自由度 更新自由度分析表 2 5 0 1 10 4 0 8 6 0 廢 料 E % HAC H2O H2SO4 HAC 24% 循環(huán)流 HAC 60% H2O 40% E % H2O % 混合器 2 E % H2O % E 7% HAC H2O H2SO4 進(jìn) 料 HAC 30％ H2O % H2SO4 % 混合器 1 E 99% H2O 1％ 產(chǎn)品流 HAC 99% H2O 1% 萃 取 塔 溶 劑 回 收 塔 產(chǎn) 品 精 餾 塔 溶 劑 提 餾 塔 1（ 3） 2（ 3） 3（ 3） 11（ 2） 10（ 2） 8（ 2） 5（ 2） 4（ 4） 6（ 2） 7（ 2） 9（ 4） 12（ 2） 但只有溶劑提餾塔的自由度將變成零。 更新自由度分析的結(jié)果：接著解整體，而且是完全求解。 求解完混合器 1后。 0 1 4 3 8 混合器 1 萃取塔 2 自由度 0 附加關(guān)系式數(shù) 4 已知變量數(shù) 2 MB衡算方程數(shù) 8 變量總數(shù) 混合器 2 OB 更新自由度分析表 （ updating analysis table of freedom degree） 4 6 0 1 12 4 0 11 4 4 廢 料 E % HAC H2O H2SO4 HAC 24% 循環(huán)流 HAC 60% H2O 40% E % H2O % 混合器 2 E % H2O % E 7% HAC H2O H2SO4 進(jìn) 料 HAC 30％ H2O % H2SO4 % 混合器 1 E 99% H2O 1％ 產(chǎn)品流 HAC 99% H2O 1% 萃 取 塔 溶 劑 回 收 塔 產(chǎn) 品 精 餾 塔 溶 劑 提 餾 塔 1（ 3） 2（ 3） 3（ 3） 11（ 2） 10（ 2） 8（ 2） 5（ 2） 4（ 4） 6（ 2） 7（ 2） 9（ 4） 12（ 2） 將對(duì) OB、萃取塔、混合器 1和混合器 2的自由度產(chǎn)生影響。 問題：解完溶劑回收塔和產(chǎn)品精餾塔后，緊接著應(yīng)該解誰？ 確定下一步求解單元的原則： 從流程圖上看上一步求解結(jié)果對(duì)相鄰單元（包括 OB）自由度的影響程度而定。本例題肯定首先解 溶劑回收塔和產(chǎn)品精餾塔 的 MB。 － 1 － 1 － 1 這樣，該設(shè)計(jì)變成了有唯一確定解的正確設(shè)計(jì)了。 計(jì)算基礎(chǔ)的挑選原則： （ 1）、放在自由度最小的單元上； （ 2）、附帶再考慮計(jì)算基準(zhǔn)對(duì)相鄰單元的影響。 回流程圖 針對(duì)彈性設(shè)計(jì)流程的自由度分析時(shí)應(yīng)該注意： 流程是否是彈性設(shè)計(jì)？ 一個(gè)流程是彈性設(shè)計(jì)，必需同時(shí)滿足以下二個(gè)條件： （ 1）、流程過程自由度必需是＋ 1； （ 2）、流程的已知流股變量全部是強(qiáng)度性質(zhì)（沒有一個(gè)流量變量已知）。也就是說，該流程所有設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)只有 “強(qiáng)度”性質(zhì) 的數(shù)據(jù)，而沒有一個(gè) “容量”性質(zhì) 的數(shù)據(jù)已知。 去流程圖 本例題的過程自由度為＋ 1，那么肯定不能通過 MB計(jì)算確定流程中所有流股變量的唯一解。 而且整體只是一個(gè)虛擬的單元，看一個(gè)化工流程設(shè)計(jì)條件給得正確與否，不能只看整體的自由度分析結(jié)果，而應(yīng)該看過程的自由度分析結(jié)果。 ● 過程 ：與整體的區(qū)別在于，過程不僅包括進(jìn)出系統(tǒng)的流股，還要包括流程的所有中間流股。 求解步驟： 流股號(hào) 組份數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 2 2 3 3 4 2 2 2 4 2 2 各流股組份數(shù)一覽表 廢 料 E % HAC H2O H2SO4 HAC 24% 循環(huán)流 HAC 60% H2O 40% E % H2O % 混合器 2 E % H2O % E 7% HAC H2O H2SO4 進(jìn) 料 HAC 30％ H2O % H2SO4 % 混合器 1 E 99% H2O 1％ 產(chǎn)品流 HAC 99% H2O 1% 萃 取 塔 溶 劑 回 收 塔 產(chǎn) 品 精 餾 塔
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