Контрольна робота
Розрахунок на ЕОМ процесів з фазовим переходом системи рідина-пар
Зміст
Введення
. Автоматизований розрахунок на ЕОМ колон вузла ректифікації повітря
. Основи розрахунку ректифікаційних колон з регулярною насадкою
. Основи теорії та розрахунку ректифікаційних процесів при отриманні особливо чистих речовин в автономних кріогенних модулях
Список літератури
Введення
У сучасних установках поділу повітря вузол ректифікації складається, як правило, з декількох тарілчастих ректифікаційних колон, укомплектованих додатковими теплообмінними апаратами. У залежності від призначення повітророздільної установки (для отримання технічного або технологічного, рідкого чи газоподібного кисню, рідкого чи газоподібного азоту, з витяганням аргону або без вилучення тощо) вузол ректифікації установки має різну компоновку. Компонування установки розрізняється числом ректифікаційних колон, кількістю вводяться і виведених технологічних потоків, номерами тарілок харчування та іншими ознаками.
У провідних науково-виробничих організаціях для розрахунку колонних апаратів використовують САПР вузла ректифікації повітря, які дозволяють розраховувати теплообмінні процеси з урахуванням сучасного рівня дослідження фазового рівноваги потрійний суміші та обліком взаємного впливу компонентів.
1. Автоматизований розрахунок на ЕОМ колон вузла ректифікації повітря
В даний час можливості ЕОМ дозволяють проводити розрахунок ректифікаційних колон за методом Льюїса і Мачесона на основі визначення реальної зміни концентрацій компонентів повітря на кожній тарілці і по висоті колони з урахуванням конструктивних параметрів і змінюються властивостей пари і рідини. У НВО Криогенмаш розроблені узагальнена розрахункова схема колони (рис. 1) і програма, яка охоплює практично будь-які можливі варіанти схем колон високого і низького тиску.
У числі вихідних даних для розрахунку повинні бути задані: параметри всіх потоків харчування і одержуваних продуктів розділення (витрата, енергетичний стан і склад); теплове навантаження конденсатора; тиск в конденсаторі і середнє його значення в колоні; гідравлічні опору секцій колони; конструктивні розміри для кожної секції (площа, висота і ширина зливний перегородки, довжина шляху рідини, діаметр отвору і крок перфорації) та інші параметри. Всього масив вихідних даних включає 118 елементів і складається з IS (82) і IS1 (36).
Рис. 1. Узагальнена розрахункова схема колони
Масив вихідних даних термодинамічної розрахунку містить 82 елемента і формується на основі результатів, отриманих з розрахунку матеріального та енергетичного балансу вузла розділення повітря і колонних апаратів та інших прийнятих величин. При складанні балансових співвідношень приймають, що на поділ надходить 1 моль/с вихідної суміші, а склад задають в молярних частках (моль/моль) і позначають символом ZjA, де Z - компонент суміші, A - матеріальний потік. Структура і запис матеріального та енергетичного балансу залишаються такими ж, як і у випадку поділу 1 моль суміші [18, 37]. Балансові співвідношення повинні вирішуватися для потрійний суміші N2-Ar-O2 з точністю до шостого знака після коми.
У колону може подаватися до шести потоків харчування: N, S, R, D, М, В і виводитися до п'яти продуктів розділення: А, Е, С, H, K. Матеріальні потоки можуть бути в рідкому, парожідкостная і пароподібному станах. Енергетичний стан матеріальних потоків задають у вигляді величини, чисельно рівній частці парової фази в потоці: для насиченою рідини? G=0, насиченого пара? G=1, перегрітої пари
? G gt; 1, де.
Значення ентальпії h? і h" можуть бути визначені з діаграми ixy для бінарної суміші при тиску в колоні і складі потоку. Ентальпію h розраховують як
для переохолодженої рідини
для перегрітої пари, де - ентальпія, теплоємність і температура насиченою рідини, a - насиченої пари.
При отриманні сирого аргону потік кубової рідини, виведений з колони високого тиску, поділяють на дві частини - R і М. Частка потоку кубової рідини, що спрямовується в конденсатор аргонної колони,
,
де - теплове навантаження конденсатора аргонної колони, a - попередньо прийняте підвищення ентальпії кубової рі...
