天津大學化工設(shè)計3--文庫吧資料
2025-08-10 15:26本頁面
【正文】 dt dQ2/dt 1 2 進料 200℃ CO H2 H2O 3 1000℃ 4 500℃ 5 200℃ 6 CO H2 CH4 H2O 200℃ 7 200℃ H2O 100℃ 8 H2O 100℃ 9 10 (1) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (3) （三）分流器和分離器的自由度分析 +2 +2 +1 +2 自由度 0 0 0 0 已知附加式數(shù) 0 0 1 已知單元變量數(shù) 6 3 6 3 已知流股變量數(shù) 1 1 HB方程 4 4 1 1 MB方程數(shù) 1 0 1 單元變量數(shù) 12 9 9 6 流股變量數(shù) CB MB CB MB 分離器 分流器 回自由度總表 混合器 反應器 換熱器 1 換熱器 2 分離器 分配器 dQ1/dt dQ2/dt 1 2 進料 200℃ CO H2 H2O 3 1000℃ 4 500℃ 5 200℃ 6 CO H2 CH4 H2O 200℃ 7 200℃ H2O 100℃ 8 H2O 100℃ 9 10 (1) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (3) （四）過程和整體（ OB）的自由度分析 +1 +1 自由度 1 1 已知附加式數(shù) 0 0 已知單元變量數(shù) 6 3 4+8 已知流股變量數(shù) 1 HB方程 4 4 MB方程數(shù) 2 1 單元變量數(shù) 11 8 18+10 流股變量數(shù) CB MB CB 整體 OB 過程 +1 +1 1 +2 +2 +1 +2 +5 +2 +3 +3 +6 +5 自由度 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 已知附加式數(shù) 0 0 4 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 已知單元變量數(shù) 6 3 12 6 3 6 3 6 4 3 2 2 1 已知流股變量數(shù) 1 6 1 1 1 1 1 1 HB方程 4 4 13 4 4 1 1 4 4 4 4 MB方程數(shù) 2 1 7 1 0 1 0 1 1 2 1 1 0 單元變量數(shù) 11 8 28 12 9 9 6 12 6 10 8 14 11 流股變量數(shù) CB MB CB CB MB CB MB CB CB CB MB CB MB 整體 OB 過程 分離器 分流器 換 2 換 1 反應器 混合器 流程自由度分析結(jié)果一覽表 設(shè)計不對？問題在哪？ 回自由度（三） 0 +2 0 5問題：這個流程的衡算計算采用“變量置換法”有簡化 計算的效果嗎？ 本章總結(jié) 化工流程衡算計算的大致步驟及每步相應的注意事項 ： 第一步 ：根據(jù)流程特點和已知設(shè)計條件確定流程中各流股含有的組份種類數(shù)。 8 0 綜上分析結(jié)果，得到一個完全求解的衡算序列： 反應器 1MB N2 H2 50℃ NH3 N2 H2 50℃ 425℃ 進料 1 50℃ N2 H2 反應器 2 反應器 1 混合器 換熱器 分 離 器 2 8 3 7 425℃ 6 4 dQ/dt 5 535℃ (3) (3) (3) (3) (3) (2) (2) (2) 反應器 1HB 混合器 CB 反應器 2CB 換熱器 HB 分離器 MB 分離器 HB 具體求解：略 例題 ：一個甲烷生產(chǎn)流程初步設(shè)計的流程草圖如下，試作流程的自由度分析，并指出物料及熱量衡算計算順序。 分離器 MB CB 流股變量 8 11 單元變量 0 1 MB方程數(shù) 3 3 HB方程 1 已知流股變量數(shù) 已知單元變量數(shù) 0 0 已知附加式數(shù) 0 0 自由度 N2 H2 50℃ NH3 N2 H2 50℃ 425℃ 進料 1 50℃ N2 H2 反應器 2 反應器 1 混合器 換熱器 分 離 器 2 8 3 7 425℃ 6 4 dQ/dt 5 535℃ (3) (3) (3) (3) (3) (2) (2) (2) 解完換熱器后，應該接著解哪個單元？ 分離器的更新自由度分析表 5 0 分析結(jié)果：接著解分離器的 MB，最后解其HB，完全求解。 反應器 2 整體 OB MB CB MB CB 流股變量 6 8 5 7 單元變量 1 2 1 2 MB方程數(shù) 3 3 3 3 HB方程 1 1 已知流股變量數(shù) 已知單元變量數(shù) 0 1 0 0 已知附加式數(shù) 0 0 0 0 自由度 N2 H2 50℃ NH3 N2 H2 50℃ 425℃ 進料 1 50℃ N2 H2 反應器 2 反應器 1 混合器 換熱器 分 離 器 2 8 3 7 425℃ 6 4 dQ/dt 5 535℃ (3) (3) (3) (3) (3) (2) (2) (2) 解完混合器后，應該接著解哪個單元？ 反應器 2和整體 OB的更新自由度分析表 3 +1 5 0 2 4 +1 +1 分析結(jié)果：接著解反應器 2的 CB，完全求解。 計算基準 － 1 － 1 － 1 1 1 1 自由度 0 0 ＋ 3 +3 +4 0 從自由度分析結(jié)果看，應該先解反應器 1的MB，再解其 CB（ HB），而且完全求解。 反應器 1 反應器 2 MB CB MB CB 流股變量 單元變量 MB方程數(shù) HB方程 已知流股變量數(shù) 已知單元變量數(shù) 已知附加式數(shù) 自由度 反應器 1和反應器 2自由度分析表 5 1 3 1 1 0 ＋ 1 5＋ 2 2
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