Ход выполнения работы
1. Загрузить файл SxemaReciklDoRazryva.hsc, содержащий математическую модель, отражающий участок технологической схемы с теплообменным блоком. Сходимость расчета данной схемы, содержащей рециркуляционную последовательность не обеспечивается по причине отсутствия чувствительности. Расчет схемы начинается с теплообменника Т-606. Именно
для него заданными являются два потока (С606 и Реформат). Далее расчет следует в двух направлениях, в соответствии с двумя рассчитываемыми потоками РФ606 и С605. Накапливаемая в обоих направлениях погрешность расчетов и приводит при моделировании замыкающего элемента рециркуляционной последовательности – теплообменника Т-604 к отсутствию чувствительности.
2. Проследить последовательность расчета отдельных элементов схемы. Для этого необходимо для потока С606 вначале удалить значение температуры (400 ºС), а затем снова установить это значение.
3. Организовать расчет теплообменного блока начиная с теплообменника Т-604. Для этого исключить поток С606 из числа заданных (удалив вновь значение температуры – 400 ºС этого потока). Далее к заданному потоку Сырье добавить как заданный поток РФ 604, установив для него значение температуры 150 ºС и давление 17 кг/ см2.
4. Для обеспечения сходимости расчета теплообменника Т-604 установить на его закладке Данные страницы Спецификации значение точности 0.1 (исходное 1.000e-04). Расчет схемы в данном случае начнется с теплообменника Т-604, однако сходимость расчетов также не обеспечивается (нет чувствительности для аппарата Т-606).
5. Для обеспечения сходимости расчетов использовать операцию Рецикл. Для этого объединить в теплообменнике Т-604 аппараты Т-604 и Т-605 (путем использования двух корпусов последовательно) и разорвать поток РФ 612 (решение в файле SxemaReciklPosleRazryva.hsc).
6. Определить рациональные места разрыва потоков и количество операций Рецикл для технологической схемы многоступенчатой компрессии.
6.1. Для этого на первом этапе создать математическую модель схемы, где входной поток 1 поступает при 10 ºС и 550 кПа и сжимается до 7000 кПа в трех ступенях компрессора. После каждой ступени компрессии жидкость, отделяемая в соответствующей емкости, возвращается на вход предыдущей ступени. Условия промежуточных потоков: после первой ступени компрессии – 50 ºС и 1400 кПа, после второй – 50 ºС и 3500 кПа, после третьей – 50 ºС и 7000 кПа.
Условия и состав потока 1 приведены в таблице (используете термодинамический пакет Пенга-Робинсона).
-
Материальный поток 1
Закладка (страница)
Поле ввода
Значение
Раб.тетрадь (Условия)
Температура (C)
10.0000
Давление (кПа)
550.0000
Мольный расход (кмоль/час)
1200.0000
Раб.тетрадь (Состав)
Мол. доля N2
Мол. доля CO2
Мол. доля метана
Мол. доля этана
Мол. доля пропана
Мол. доля i-бутана
Мол. доля n-бутана
Мол. доля i-пентана
Мол. доля n-пентана
Мол. доля гексана
Мол. доля гептана
Мол. доля октана
0.0069
0.0138
0.4827
0.1379
0.0690
0.0621
0.0552
0.0483
0.0414
0.0345
0.0276
0.0206
Чтобы задать эту схему, введите последовательность сепараторов, компрессоров, холодильников и смесителей, как это показано на схеме. Рецикловые потоки добавить после установки этих операций. Параметры устанавливаемых операций приведены ниже в таблицах.
Если не указано иначе, параметры операций остаются заданными по умолчанию.
-
Смеситель СМ-100
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
1
Выход
2
Данные (Параметры)
Давления потоков
Выходному-минимальное входное
-
Сепаратор V-100
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Питания
2
Пар
3
Жидкость
4
-
Компрессор К-100
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
3
Выход
5
Энерг.поток
Q100
-
Холодильник Х-100
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
5
Выход
6
Энерг.поток
Q101
Данные (параметры)
dP
35 кПа
Задайте температуру и давление потока 6 50 ºС и 1400 кПа.
-
Смеситель СМ-101
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
6
Выход
7
Данные (параметры)
Давления потоков
Выходному-минимальное входное
-
Сепаратор V-101
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Питания
7
Пар
8
Жидкость
9
-
Компрессор К-101
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
8
Выход
10
Энерг.поток
Q102
-
Холодильник Х-101
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
10
Выход
11
Энерг.поток
Q103
Данные (Параметры)
dP
35кПа
Задайте температуру и давление потока 11 50 ºС и 3500 кПа.
-
Смеситель СМ-102
Закладка (Cтраница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
11
Выход
12
Данные (Параметры)
Давления потоков
Выходному-минимальное входное
-
Сепаратор V-102
Закладка (Страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Питания
12
Пар
13
Жидкость
14
-
Компрессор К-102
Закладка (Cтраница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
13
Выход
15
Энерг.поток
Q104
-
Холодильник Х-102
Закладка (страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Вход
15
Выход
16
Энерг.поток
Q105
Данные (Параметры)
dP
35кПа
Задайте температуру и давление потока 16 50 ºС и 7000 кПа.
-
Сепаратор V-103
Закладка (страница)
Поле ввода
Значение
Данные (Соединения)
Питания
16
Пар
17
Жидкость
18
Теперь добавим рецикловые потоки. Для этого воспользуемся кнопкой Скопировать поток из в специализированном окне вновь созданного материального потока.
Создадим следующие рецикловые потоки:
– поток Recy1 как поток 9 и подадим его в качестве питания в СМ-100;
– поток Recy2 как поток 14 и подадим его в качестве питания в СМ-101;
– поток Recy3 как поток 18 и подадим его в качестве питания в СМ-102.
Свойства потоков 9, 14, 18 служат в качестве начальных оценок для рецикловых потоков. Прежде чем устанавливать операции Рецикл, возможно стоит перевести схему в режим ожидания (кнопка красный светофор), а затем рассчитать схему (кнопка зеленый светофор).