分離工程第二章單級(jí)平衡過程(已改無錯(cuò)字)
2023-02-15 01:19:54 本頁面
【正文】 比較不變 N 調(diào)整T（P） 自學(xué)例題27。167。23閃蒸過程的計(jì)算（Flash calculation） 平衡蒸餾又稱閃蒸是連續(xù)、穩(wěn)態(tài)的單級(jí)蒸餾過程，該過程使進(jìn)料混合物經(jīng)加熱、冷卻或降壓部分汽化或冷凝得到含易揮發(fā)組分較多的蒸汽和含難揮發(fā)組分較多的液體，即一個(gè)平衡級(jí)過程。在分離流程中常遇到的部分汽化和冷凝，絕熱閃蒸以及部分互溶系統(tǒng)精餾塔頂蒸汽冷凝后的分層過程均屬這類單級(jí)分離過程。一、 等溫閃蒸（Isothermal Flash）1. 混合物的相態(tài)在進(jìn)行閃蒸計(jì)算時(shí)，需判斷混合物在指定溫度和壓力下是否處于兩相區(qū)，為此需對(duì)進(jìn)料作如下檢驗(yàn)。 = 1 進(jìn)料處于泡點(diǎn)， 1 可能為汽液兩相區(qū)，0 1 進(jìn)料為過冷液體， = 1 進(jìn)料處于露點(diǎn)， 1 可能為汽液兩相區(qū)，1 1 進(jìn)料為過熱蒸汽計(jì)算時(shí)，所指定的溫度應(yīng)在泡露點(diǎn)溫度之間，這樣才會(huì)出現(xiàn)汽液兩相，否則只會(huì)是單相不必進(jìn)行等溫閃蒸的計(jì)算。若 1，所指定的溫度高于露點(diǎn)溫度。若 1，所指定的溫度低于泡點(diǎn)溫度。則所指定的溫度下不可能實(shí)現(xiàn)閃蒸。只有 1和 1時(shí)，混合物始處于汽液兩相區(qū)（01），需要進(jìn)行等溫閃蒸的計(jì)算。此外可分別用泡露點(diǎn)方程計(jì)算閃蒸壓力下的泡露點(diǎn)溫度，若，則閃蒸成立。2. 等溫閃蒸過程氣體混合物的部分冷暖和液體混合物的部分汽化如圖所示，兩類計(jì)算：① 已知：，（指定工藝條件）求： 液化率： 汽化率： ，該情況俗稱等溫閃蒸。 ②已知：，指定汽化率求操作條件，即求：3. 基本計(jì)算公式由于進(jìn)、出口量是相等的及出口處的汽液兩相達(dá)到平衡，因而可通過物料平衡和相平衡來計(jì)算。① 組分的物料衡算式 ②相平衡關(guān)系式 ③相平衡常數(shù)關(guān)聯(lián)式 ④濃度總和式 關(guān)系方程 4. 計(jì)算方法① 汽液平衡常數(shù)與組成無關(guān)⑴第一類計(jì)算思路： 調(diào)e或Ψ要注意e、Ψ的初值的選取不能使。當(dāng)指定求解e或Ψ時(shí)，由于需求解高度非線性方程，為避免試差計(jì)算的盲目性，可采用計(jì)算機(jī)計(jì)算中常用的迭代求根法，如NewtonRaphson法，按該法的迭代公式對(duì)Ψ可寫出目標(biāo)函數(shù) 迭代公式 按指定的T、P求出值并假設(shè)Ψ的初值，便可以計(jì)算，并求出下次迭代用的值依次重復(fù)進(jìn)行直至小于指定的允許偏差為止。同樣需注意Ψ的初值的選取，以免發(fā)散，可取為初值，此外，應(yīng)選擇適宜的迭代方法，而同一迭代方法若采用不同的目標(biāo)函數(shù)對(duì)收斂速度和穩(wěn)定性有很大影響。目標(biāo)函數(shù)可任選取，如 ， 該式接近于一線性單調(diào)收斂函數(shù)，其收斂性能甚佳，對(duì)初值的選擇并無特殊要求，無論在Ψ根的左方或右方均能迅速求得解。例題28。計(jì)算框圖： 開始 輸入 計(jì)算 計(jì)算泡點(diǎn) 計(jì)算露點(diǎn) 打印過熱蒸汽 打印，結(jié)束 ⑵第二類計(jì)算思路： 調(diào)T為有助于收斂，選用RachfordRice方程核實(shí)假定值是否正確為佳。此外，可用下式估計(jì)T：為基準(zhǔn)組分的平衡常數(shù)，d為阻尼因子，在上述兩類計(jì)算中加熱或冷凝的熱量，均可由熱量衡算得到。設(shè)為理想溶液，則， “三組分平衡閃蒸中的關(guān)聯(lián)式”，石油化工，1993，（3）：170“多元平衡閃蒸計(jì)算的新方法”，石油化工，1988，17（4）：217② 汽液平衡常數(shù)與組成有關(guān)的閃
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