15.1. Структурна схема ректифікаційної установки.

Рис.1.

121

15.2. Математичний опис низу колони.

15.2.1. Структурна схема куба і кип'ятильника.

Рис.2.

15.2.2. Тепловий баланс низу колони ( _н =  ₀).

• Рівняння динаміки:

(1)

• Рівняння статики:

G_гр r_гр + G_х1 C_рх1_х1 = G_y0 r_k + G_kC_pk_н (1)

• На підставі (1) і (2) можна вважати:

_н = f (G_гр, G_к ).

• Кращий керуючий вплив G_гр .

15.2.3. Матеріальний баланс по всій речовині.

• Рівняння динаміки :

(1)

• Рівняння статики :

G _x1 = G _k + G _y0 (2)

де ρ _k - щільність кубової рідини , кг/м³;

S _k - перетин куба колони, м² ;

h _k - рівень кубової рідини, м;

G _x1 , G _k , G _y0 - масові витрати потоків у кубі колони.

• На підставі (1) і (2) можна вважати:

h _k = f(G _k ,G _y0 ).

122

• Кращий керуючий вплив G_k .

15.2.4. Матеріальний баланс по легколетучому компоненті.

• Рівняння динаміки:

(3)

• Рівняння статики:

G _x1 C _x1 = G _k C _до + G _y0 C _y0 (4)

• Основні допущення:

• Кип'ятильник з повним випаром, тобто C _y0=C _x0;

• Тепловий баланс кип'ятильника:

• Позначення:

М₀ - маса рідини в нижній частині колони, кг;

r _гр - питома теплота конденсації пари, дж/кг;

r _k - питома теплота випару кубової рідини, дж/кг.

• На підставі (3) і (4) можна записати:

.

• Кращий керуючий вплив G_гр .

15.2.5. Інформаційна схема низу колони.

Рис.3.

Інформаційна схема низу колони

як многозв’язного об'єкта по h_k, або h_k, C_k .

123

Рис.4

15.3. Математичний опис верху колони.

15.3.1.Структурна схема дефлегматора із флегмовою ємністю.

Рис.5.

15.3.2.Матеріальний баланс по всій речовині.

• Рівняння динаміки:

(7)

де _фл - щільність флегми , кг/м³ ;

S_фл - перетин флегмової ємності , м² ;

h_фл - рівень флегми , м;

G_yn, G_фл, G_дист - масові витрати, кг/с.

• Рівняння статики:

G_yn = G_фл + G_дист (8)

• На підставі (7) і (8) можна вважати:

h_фл=f(G_yn, G_фл, G_д )

• Кращий керуючий вплив G_дист .

15.3.3.Матеріальний баланс по цільовому компоненту.

• Рівняння динаміки:

(9)

124

• Рівняння статики:

G_yn C_yn = G_дист C_{x n+1} + G_фл C_{x n+1} (10)

• На підставі (9) і (10) можна вважати:

C_дист=f(G_yn, G_фл, G_д )

• Кращий керуючий вплив G_фл .

15.3.4.Тепловий баланс верху колони ( _в = _н).