Основы моделирования химико-технологических систем. Пахомов А.Н - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

∑
=
=
k
i
iPiР
XCС
1
, (9.4)
где СРi – изобарная теплоёмкость i-го компонента потока, которая может быть рассчитана по уравнению
32
TdTcTbaС
iiiiPi
+++=
, (9.5)
коэффициенты a, b, c и d которого для i-го вещества берутся из справочника.
Температура выходного потока рассчитывается методом итераций:
)(где,
33
33
3
3
TfC
CG
Q
T
P
P
==
. (9.6)
Модуль делителя. Модуль делителя является одним из наиболее простых модулей. В соответствии с исходной задачей,
поток вещества, имеющий расход G1 (моль/с), температуру T1 (К), составы X1i (мольные доли) и теплоту Q1 (Вт) подаётся в
делитель, откуда выходят два потока с расходами G2 и G3, температурами T2 и T3, составами X2i и Х3i и теплотой Q2 и Q3
(рис. 9.2).
Рис. 9.2. Схема модуля делителя
Физико-химическая модель делителя предназначена для расчёта материального и теплового балансов процесса деления
одного потока вещества на два потока. Существуют модули для деления потока на большее количество потоков, но они яв-
ляются расширенной модификацией делителя на два потока.
Для делителя, допущения будут следующие:
1. Состав, температура и давление выходных потоков равны составу, температуре и давлению входного потока.
2. Все потоки имеют одно фазовое состояние.
Известно два способа деления потока. Для первого способа требуется знать расход первого выходящего потока, а для
второго – коэффициент деления потока. В зависимости от типа связанного с делителем оборудования, применяться могут
оба способа, однако, первый способ имеет ограничения, которые заключаются в том, что используются абсолютные значе-
ния, а не относительные. Например, в процессе расчётов, расход входящего потока будет меньше заданного расхода первого
выходящего потока, т.е. второй выходящий поток будет иметь отрицательный расход, что невозможно. Второй способ более
стабильный в расчётах, так как используются относительные значения, однако, в зависимости от типа связанного с делите-
лем оборудования, использование фиксированного коэффициента деления может не соответствовать реальной ХТС.
Для реализации первого способа необходимо знать: расход G1 (моль/с), температуру T1 (К), состав X1i (мольные доли) и
теплоту Q1 (Вт), также расход первого выходящего потока G2.
Основное уравнение материального баланса запишется
213
GGG
−
=
. (9.7)
Исходя из допущения, состав выходных потоков будет равен составу входного потока:
iii
XXX
123
=
=
, при i = 1…k. (9.8)
Теплоты выходящих потоков могут быть рассчитаны пропорционально расходам выходящих потоков (температура и со-
став выходящих потоков равны входящему) или рассчитаны на основании материального баланса по уравнению
TGCQ
P
=
, (9.9)
где СР – удельная изобарная теплоёмкость потока (смеси веществ), которая рассчитывается по правилу аддитивности:
∑
=
=
k
i
iPiР
XCС
1
, (9.10)
где СРi – изобарная теплоёмкость i-го компонента потока, которая может быть рассчитана по уравнению
32
TdTcTbaС
iiiiPi
+++=
, (9.11)
коэффициенты a, b, c и d которого для i-го вещества берутся из справочника.
Для реализации второго способа расчёта должны быть известны: расход G1 (моль/с), температура T1 (К), состав X1i
(мольные доли) и теплота Q1 (Вт), также задан коэффициент деления входящего потока Kf (в соответствии с обозначениями
на рис. 9.2, Kf = G2/G1).
В данном случае расходы выходящих из делителя потоков могут быть рассчитаны по формулам:
KfGG
12
=
, (9.12)
)1(
13
KfGG −
=
. (9.13)
Далее, алгоритм расчёта не отличается от алгоритма первого способа расчёта.
Модуль теплообменника. В отличие от модулей смесителя и делителя, модуль теплообменника не является столь про-
стым, так как при изменении температуры потоков возможно изменение их фазового состояния, а, следовательно, при расчё-
те необходимо учитывать такие изменения. В связи с этим, например, только для систем газ-газ, жидкость-жидкость и газ-

Страницы