二分离过程的变量分析及设计变量的确定.pptx

第二章
多组分分离基础2.1分离过程的变量分析及设计变量的确定2.1.1设计变量

2.1.2单元的设计变量

2.1.3装置的设计变量在设计和解决多组分多级分离问题时，由于组分数增多而增加了过程的复杂性，需用数学模型通过联立或迭代法严格地解数目较多的方程。对于多组分多级分离过程的多元方程组求解：设计变量—在计算前应该指定的物理量如何确定设计变量问题？单元的设计变量
1.无浓度变化的单元（辅助单元)
2.有浓度变化的单元
3.几种重要综合单元
4.总结1、总独立变量数
2、约束（条件）数
⑴物料平衡约束
⑵能量平衡约束
⑶相间分配关系的约束
⑷固有约束
3、设计变量数1、总独立变量数（1）每个相均满足归一化条件，所以有1个
不独立浓度，故共扣除个不独立浓度。每1股物流
独立变量数为：c+2系统总变量数Nv：（2）能量平衡约束⑴物料平衡约束⑵能量平衡约束⑶相间分配关系的约束⑷固有约束３、设计变量数Ni——固定设计变量对于一个复杂的系统，变量数和约束数都很多，计算变量数和约束数不仅麻烦，而且往往容易出错（漏算或重算），
一个有效的办法是将系统分成若干个基本单元（基元），逐个的分析这些基元，
然后将基元的研究结果用于系统。单元（或基元）——“e”分离过程中的单元可分为两大类:1、无浓度变化的单元⑴分配器⑵全凝器（产物为一个液相）⑵全凝器（产物为一个液相）⑵全凝器（产物为一个液相）(3)换热器（包括加热器和冷却器）(3)换热器（包括加热器和冷却器）1、无浓度变化的单元2、有浓度变化的单元物料平衡式(2)简单平衡级（绝热操作）(2)简单平衡级（绝热操作）(3)加料板①混合器（M）4、总结装置的设计变量——“u”1、装置的设计变量总数Niu1、装置的设计变量总数Niu1、装置的设计变量总数Niu1、装置的设计变量总数NiuNr——单元重复使用的变量数称为重复变量或串级单元数。分析如图所示精馏装置的设计变量（分为6个单元）
单元设计变量
全凝器C+4
回流分配器C+4
N-（M+1）板的平衡级2C+（N-M-1）+5
进料级3C+7
（M-1）板的平衡串级2C+（M-1）+5
再沸器C+4
设计变量10C+N+27
单元之间有9股物流，故
装置的设计变量为:

固定设计变量:

可调设计变量:

设计变量规定:
固定设计变量可调设计变量
进料C+2回流为泡点温度1
每级压力N总理论级N1
全凝器压力1进料位置M+11
回流分配器压力1馏出液流率1
回流比1
C+N+45(1)确定装置的固定设计变量Nxu
①确定过程中的独立压力等级数。
当某一进料压力和进入单元的压力相等时，或者在进料变量总数中减去1（相当于一个约束关系），则该单元的独立压力等级数为0。
②以每一进料有（C+2）个变量，计算装置的进料变量总数。Nau=Nr+①+②+③+④+⑤小结小结小结小结作业