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1、最新课件第三节闪蒸过程的计算2.3 等温闪蒸和部分冷凝过程流程示意图：液体混合物的汽化气体混合物的冷凝V , yi , H VV , yi , H V液体 F,Z气体 F,ZTF ,PF ,HFTF ,PF ,HFT， PT，PL , xi , H LL, x i , H L闪蒸过程的计算方程 （MESH ）物料衡算 -M 方程 ：C 个Fz i Lxi Vyii1,2,.C相平衡 -E 方程 ：C 个yiK i xii 1,2,.C摩尔分率加和式 -S 方程：2 个CCx i1y i1i1i 1热量平衡式 -H 方程：1 个FH FQVH VLH L变量数： 3C+8个(F, TF , PF
2、,T,P,V,L,Q, zi, yi, xi )方程总数 ：2C+3 个需规定变量数： C+5 个其中进料变量数： C+3 个（ F, TF , PF , zi ）根据其余 2 个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：1 / 7最新课件表 2-4 闪蒸计算类型规定变量闪蒸形式输出变量p,T等温Q, V , L, yi, xip,Q=0绝热T, V, L, yi, xip,Q 0非绝热T, V, L, yi, xip,L( 或 )部分冷凝Q, T, V, yi, xip( 或 T),V( 或 )部分汽化Q, T( 或 p), L, yi, xi等温闪蒸规定 ：p、 T计算 ：Q, V, L,
3、yi , xi一、汽液平衡常数与组成无关Kif T , P已知闪蒸温度和压力，K i 值容易确定，所以联立求解上述（2C+3）个方程比较简单。具体步骤如下：1. 输出变量求解yiK i xii1,2,.C将 E-方程：Fz iLx iVyii1,2,.C代入 M方程：消去 yi ，得到： FziLx iVK i xii1,2,.C将 L=F-V 代入上式 ：xiFzii1 , 2 ,. C (2-66)FVVK iV / F汽化率代入（ 2-66）式，得到：xiz i1 ) （2-67 ）1( K i2 / 7最新课件y iK ix iK i z i（2-68）1( K i1 )将（ 2-67
4、）和（ 2-68）式代入 S-方程，得到：Cz i1CK i z i1i1 1i 1 1( K i 1 )( K i1 )（2-69）（2-70）两式相减，得：f ( Ki1) zi-闪蒸方程)( Ki0 -11)f ( Ki1) zi（ 2-71）)( Ki011)iziii iF=V+LFHFQVHVLHLx1(Ki 1)yK x通过闪蒸方程（ 2-71）求出汽化率后，由（ 2-67）和（ 2-68）式可分别求出 xi和 yi ，进而由总物料衡算式（ 2-64）可求出 V 和 L,由热量衡算式（ 2-65）可求出 Q汽化率的迭代：设初值，计算 f () :C( K i1 ) z i（2-7
5、1）f()01 1( K i1 )i可采用 Newton-Raphson 法迭代：3 / 7最新课件( k1 )( k)ff( k)( k)f (C( K1 )2z i( k ) )ii1 1( k ) ( K i1)22. Q 的计算FHFQVHVLHLQ-吸热为正，移热为负H- 混合物的摩尔焓对于理想混合：HHCVy i Hi1CLx i Hi1Vi(T,P)Li(T,P)Hi纯组分摩尔焓3. 判断闪蒸过程是否可行的方法方法一：已知 T、P对 Zi 进行泡点计算：Cf (TB )KiZi10试差泡点 TBi 1对 Zi 进行露点计算：CZif (TD)1 0试差露点 TDKii 1判断：若
6、 TBTTD 闪蒸问题成立方法二：对 Zi 在 T、 P 下进行露点计算：对 Zi 在 T、P 下进行泡点计算：4 / 7最新课件判断：若闪蒸过程计算框图：开始打印同时成立，闪蒸问题有解TTBTDTB输入 T,P,F,ZfZi ki1计算F (T , p)ki计算泡点 TBTBTY打印过冷液体计算露点 TDYTDT过热蒸汽1( ki1)F ( )Y打印，结束Zi (ki1)2f ( )1) 21 (kif ()k 1k)f (汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算对 , xi, yi 分层迭代：开始由（ 2-67），（ 2-68）给定 F,Z,P,T计算 x,y估计初值 x,y归一化 xi, yi比
7、较：估计和归一化值计算 Ki ki T, P, xi , yi(k 1)k比较：和5 / 7最新课件如果不直接迭代，不重新估计 x,y 值k1 收收由 Rachford-Rice 方程迭代敛敛输出思考题1、相平衡关系可用几种方法来表达。2、就活度系数法计算汽液平衡常数的通式，分以下几种情况进行讨论：1）汽相为理想气体，液相为理想溶液；2）汽相为理想气体，液相为非理想溶液；3）汽相为理想溶液，液相为理想溶液；4）汽相为理想溶液，液相为非理想溶液。3、什么叫露点，精馏塔顶温度如何处理？4、什么叫泡点，精馏塔釜温度如何处理？5、怎样求算非理想物系泡点压力？6、怎样判断混合物在T，P 下的相态，若为两
8、相区其组成怎样计算？本章小结学习本章要熟练掌握多组分非理想体系平衡常数计算方法； 掌握汽液相平衡关系常用的两种形式； 会用相平衡常数和相对挥发度表示相平衡关系；泡点和露点计算要会查阅 P-T-K 列线图，求算烃类物质的 K 值，了解平衡常数与组成有关的泡、露点计算。了解等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子。多组分物系的泡点方程、露点方程及计算方法。等温闪蒸过程和部分冷凝过程。闪蒸方程及闪蒸过程的计算。难点：多组分非理想体系平衡常数计算。多组分物系的泡点温度和泡点压力、露点温度和露点压力的计算。等温闪蒸过程和部分冷凝过程的计算。例 :某精馏塔的操作压力为0.1Mpa，其进料组成为（摩尔分数）组分正丁烷正戊烷正己烷正庚烷正辛烷总合组成0.050.170.650.100.031.00试求：露点进料的进料温度。6 / 7最新课件泡点进料的进料温度。7 / 7
