Основы проектирования химических производств. Дворецкий С.И - 111 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В ChemCAD широко представлены модули для осуществления проектного и поверочного расчетов
кожухотрубчатых теплообменников, колонных аппаратов (тарельчатых и насадочных колонн ректифи-
кации и абсорбции нефтяных смесей, хемосорбции и др.), химических реакторов (идеального вытесне-
ния (RFR) и смешения (CSTR)), аппаратов высокого давления, трубопроводов, нормально сужающих
устройств (диафрагм) и регулирующих клапанов.
В ChemCAD имеются также средства для исследования и оптимизации статических и динамических
режимов функционирования как отдельных химико-технологических аппаратов, так и всей химико-
технологической схемы; чувствительности выходных переменных этих аппаратов по отношению к
входным переменным и возмущающим воздействиям.
4.6.2. ПРИМЕРЫ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОСТЕЙШИХ
ТИПОВЫХ ПРОЦЕССОВ БИО- И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
1. Модель процесса смешения потоков (рис. 47). Пусть в смеситель поступают два потока ве-
ществ, характеризующихся расходом
j
G , вектором концентраций веществ
ij
c
,
и температурой
j
t .
Рис. 47. Структурная схема
смесителя потоков
Исходные данные:
концентрации
ij
c
,
веществ
во входных потоках, рас-
ходы
1
G и
2
G и температу-
ры
1
t и
2
t входных пото-
ков.
Требуется построить
математическую модель,
позволяющую по исход-
ным данным рас-
считывать концентрации
i
c веществ и температуру
t
потока на выходе из смесителя.
Примем следующие допущения: 1) внутри аппарата реализуется режим идеального смешения и от-
сутствуют источники (стоки) вещества и теплоты; 2) удельные теплоемкости компонентов j-го потока в
зависимости от температуры
j
t
рассчитываются по формуле
32
,
jijijiiipj
tetdtbac +++= ,
где −
iiii
edba ,,, эмпирические коэффициенты, найденные для каждого i-го вещества.
Составим общее уравнение материального баланса при смешении двух потоков веществ в смесите-
ле и уравнения покомпонентного материального баланса:
,,1,0
;0
2,21,1
21
miGcGcGc
GGG
iii
==−+
=−+
где
−
iii
ccc ,,
,2,1
массовые доли i-го вещества в потоках;
−
m число веществ в потоке.
Из последнего балансового уравнения можно рассчитать концентрации
i
c веществ на выходе из
смесителя
./)(
2,21,1
GGcGcc
iii
+=
Далее составим уравнение теплового баланса для смесителя:
,0
222111
=
−
+
tGctGctGc
ppp
где
−
p
c
удельная теплоемкость потока рассчитывается по формуле
111
t,G,c
r
222
t,G,c
r
t,G,c
r

Страницы