Cтраница 2
С целью облегчить до некоторой степени весьма трудоемкий аналитический расчет процесса многокомпонентной ректификации и по возможности проще и скорее получить основные теоретические результаты имеет смысл в первом приближении принять два допущения. Обычно допускается, что относительные летучести компонентов и величины молярных потоков флегмы и паров по всей высоте секций колонны приняты постоянными. [16]
С появлением быстродействующих вычислительных машин стало возможно проведение точного расчета процесса многокомпонентной ректификации вместо применения приближенных методов расчета, основанных на различных упрощающих допущениях. В настоящей книге излагаются некоторые методы расчета, позволяющие эффективно решать указанную задачу. Решение направлено на получение последовательного приближения искомых переменных к значениям, удовлетворяющим одновременно всем уравнениям, описывающим систему. [17]
На рис. П-13 приведена блок-схема алгоритма расчета системы уравнений математического описания процесса многокомпонентной ректификации. [18]
В большинстве случаев [255, 250] в настоящее время принято классифицировать методы расчета процессов многокомпонентной ректификации следующим образом. [19]
В рамках такой классификации наиболее перспективным представляется первый подход к решению задачи расчета процесса многокомпонентной ректификации в силу его общности. Аналогичные недостатки присущи и ряду других используемых в настоящее время алгоритмов. [20]
Данная математическая - модель, запрограммированная для машины Урал-1, соответствует основным представлениям о физической картине процесса многокомпонентной ректификации в насадочной колонне в общем случае, когда сопротивление массопереносу существенно в обеих фазах. [21]
Методики расчета температур кипения, точки росы и паро-жидкостного равновесия рассмотрены отдельно, поскольку каждая из них входит как составная часть во все алгоритмы расчета процесса многокомпонентной ректификации. Однако в данной главе разбираются также случаи, когда легкие и тяжелые компоненты находятся в одной фазе. Принимается, что константа К ( для каждого компонента г не зависит от состава и является только функцией температуры и давления, а энтальпии чистых компонентов не зависят от давления и являются только функцией температуры. Энтальпия смеси при заданной температуре Т берется как сумма произведений энтальпий чистых компонентов ( определенных для данного значения Т) на их мольную долю в смеси. [22]
Методики расчета температур кипения, точки росы и паро-жидкостного равновесия рассмотрены отдельно, поскольку каждая из них входит как составная часть во все алгоритмы расчета процесса многокомпонентной ректификации. Однако в данной главе разбираются также случаи, когда легкие и тяжелые компоненты находятся в одной фазе. Принимается, что константа К. Энтальпия смеси при заданной температуре Т берется как сумма произведений энтальпий чистых компонентов ( определенных для данного значения Т) на их мольную долю в смеси. [23]
Наличие математического описания процесса ректификации, пусть даже с максимальной степенью точности отражающего основные его закономерности, еще не определяет возможности решения общей задачи математического моделирования, под которой понимается исследование процесса в широкой области изменения его режимных параметров. Математические описания процесса многокомпонентной ректификации представляют собой системы нелинейных алгебраических ( для тарельчатых колонн) уравнений, аналитическое решение которых в общем виде получить невозможно. Для решения таких систем уравнений обычно используются итерационные методы, в соответствии с которыми решение определяется в виде сходящейся последовательности приближений. Разработка устойчивых итерационных схем решения систем уравнений математического описания и специальных методов обеспечения ускорения сходимости решения являются основными проблемами математического моделирования процессов разделения многокомпонентных смесей. [24]
Так известно, что методы релаксаций обладают многими преимуществами в смысле простоты алгоритмизации, но крайне медленной схедимости особенно на последних итерациях расчета, ( а метод Тилле и Гедеса при хороших начальных приближениях обладает высокой скоростью сходимости. Такой подход тс решению задачи расчета процесса многокомпонентной ректификации в свою очередь обладает рядом недостатков, к числу которых относят [260]: необходимость использования двух различных программ расчета, что в общем случае не является существенным затруднением, т ак как большинство современных методов расчета процессов разделения представляют собой комплексы программ, из которых собирается общий моделирующий алгоритм; трудность оценки того, насколько необходимо использовать именно сочетание различных методов или же данная задача может быть решена с использов анием лишь одного из них; невозможность четкого определения момента переключения с одного метода расчета на другой. В данном случае также используется сочетание метода релаксаций и метода независимого определения концентраций. [25]
Сравнительный анализ расчета процесса многокомпонентной ректификации по методам Малкова, Кравец и Арона ( в конденса-ционно-отпарных и абсорбционно-отпарных колоннах), Михайловского, Львова, а также Хенгстебека был осуществлен Берго и Платоновым. Для этого ими был проведен ряд типовых расчетов процесса многокомпонентной ректификации по всем перечисленным методам. [26]
Наиболее точные результаты были получены при расчете по методу Хенгстебека. Это метод признан вполне надежным и в американской практике и может быть рекомендован для практических расчетов процесса многокомпонентной ректификации. В дальнейшем рассматриваются методы Тиле и Геддеса, Хенгстебека и комбинированный метод Фенске - Джиллиленда. [27]
Интересное решение этой задачи дано в работе, где в качестве определяющего параметра взята величина dN / dn, равная числу теоретических тарелок, приходящихся на одну ( нижнюю) тарелку укрепляющей секции при режиме полной флегмы. Этот метод дает возможность быстро, хотя и приближенно, вычислять оптимальные параметры процесса многокомпонентной ректификации. [28]