Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системный анализ химико-технологических процессов с использованием программы ChemCad. Учебно-методическое пособие
.pdf
При выборе опции Plot temperature profile (График
температурного профиля) будет выдан график температуры в
зависимости от номера ступени. В том случае, если эта опция отмечена,
она подавляет работу остальных опций.
Опции Plot total vapor flow (График общего расхода пара) и/или
Plot total liquid flow (График общего расхода жидкости)
используются для построения графика общего расхода пара/жидкости в
зависимости от номера стадии разделения. Если на график нужно
добавить постадийный профиль содержания компонента в одной из фаз,
то в области P
нужный компонент, а из списка Phase (Фаза) выбирается фаза, для
которой строится график состава в зависимости от номера ступени:
− 0. Liquid Phase – жидкая фаза;
− 1. Vapor Phase – паровая фаза;
− 2. Light Liquid Phase – легкая жидкая фаза;
− 3. Heave Liquid Phase – тяжелая жидкая фаза.
В списоке Flow rate units (Единицы расхода) выбираются
размерности выводимых величин на графике:
− 0. Mole – мольный расход;
− 1. Mass – массовый расход;
− 2. Mole Fraction – мольная доля;
− 3. Mass Fraction – массовая доля.
При построении графика относительных летучестей в списке Base
component (Базовый компонент) выбирается компонент,
считающийся базовым. ChemCad рассчитывает летучести выбранных в
списке Plot components (Отобразить компоненты) компонентов
относительно базового компонента.
Для форматирования графика используются списки области Plot
Controls (Параметры графика).
− Scale (Шкала) – выбрать линейную или логарифмическую шкалу;
− Axes (Оси) –
− Stage No. (Нумерация тарелок) – изменить нумерацию тарелок от
минимума до максимума и наоборот;
− Type (Тип) – выбрать тип графика столбиковый или XY.
lot components (Отобразить компоненты) выбирается
С их помощью можно:
переопределить переменные по осям;
111
После определения всех необходимых параметров нажимается
кнопка ОК, и на экран выводятся значения рассчитанных точек и далее
графики кривых.
4.2.2. Построение кривых равновесия TPXY
Команда Plot/TPXY (График/TPXY) позволяет получить кривую
равновесия TPXY (температура, давление, состав). Она используется для
анализа взаимодействия компонентов и для проверки равновесных
данных. После выполнения команды на экран выводится окно TPXY
Options (TPXY опции) (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Окно настроек команды TPXY
Для выбора позиций в списке компонентов тех соединений, которые
составят смесь, используются соответствующие списки в Enter
components of interest (Задание интересующих компонентов).
Можно задать присутствие заданного количества третьего компонента в
рассматриваемой смеси, для чего используется список T
Component (Третий компонент) для выбора компонента, поле M
frac. (Мольная фракция) – для задания количества компонента.
Управление отображением на графике третьего компонента проводится
опциями Show XY as actual composition (Отобразить указанную
hird
ole
112
смесь), Show XY excluding 3rd component (Отобразить, исключив 3-
й компонент). На диаграмме будут отображаться графики только для
первого компонента, количество второго компонента можно рассчитать,
исходя из материального баланса.
В списке Mode (Режим) определяется режим, при котором будет
строиться график:
− 0 Constant pressure (0 Фиксированное давление);
− 1 Constant temperature (1 Фиксированная температура).
В зависимости от выбранного выше режима в поле Specify Pressure
(Значение давления) вводится значение давления, а в поле Estimation
temperature (Оценка температуры) начальное приближение
температуры.
Число точек, выводимое на графике, задается в поле N
(Число точек). В поля X mol frac. from/ X mol frac. from to (Интервал
мольных долей от/Интервал мольных долей до) вводится интервал
значений мольных долей, для которого будет построен график. Можно
выбрать любой интервал, лежащий между нулем и единицей.
Область Display options (Параметры диаграммы) предназначены
для управления выводом данных на диаграмму.
Выбор размерностей величин, отображаемых на графике,
выполняется в списке X axis units (Размерность осей):
− Mole fractions (Мольные доли) (принято по умолчанию);
− Weight fractions (Весовые доли).
Следующие опции позволяют подключить или отключить вывод
соответствующей информации:
− Display text report (Отобразить отчет в текстовом виде) – вывод
отчета в текстовом виде в редакторе Word Pad;
− Plot XY (отобразить график ХY) – вывод графиков для содержания
первого компонента в паровой и жидкой фазе;
− Plot experimental data in XY (Отобразить экспериментальные
данные) – отображение на графике точек необработанных
экспериментальных данных;
− Plot TXY diagram (Графики температуры и XY) –
XY вывести графики изотерм для первого вещества, если выбрана
постоянной температура; либо изобары первого вещества, если
постоянно давление.
− P
lot activity coefficient (Отобразить график изменения
коэффициента активности);
o. of points
кроме графика
113
− Plot fugacity coefficient (Отобразить график изменения
коэффициента фугитивности);
После определения всех необходимых параметров нажимается
кнопка ОК, и на экран выводятся значения рассчитанных точек и далее
графики кривых.
4.2.3. Построение кривых равновесия тройной системы
Команда Plot/Residue Curve Map (График/Диаграмма состояния
парожидкостного равновесия) (рис. 4.5) позволяет получить кривые
состояния парожидкостного равновесия тройной системы.
Рис. 4.5. Окно команды Residue Curve Map
Выбор компонентов и задание давления в рассматриваемой системе
проводится аналогично команде Plot/TPXY. Для форматирования
графика используются опции No of lines on each axis (Число кривых
равновесия по каждой оси) – для выявления азеотропии может
потребоваться большое количество графиков, однако это влияет на
время расчета. По умолчанию равно 10.
В списке Axis mode (Тип оси) выбирается:
− Mole fraction (Мольная доля);
− W
eight fraction (Весовая доля).
Поле Step size (Шаг) указывает, с каким шагом анализируется
парожидкостное равновесие в смеси. Допустимый диапазон от 0.01 до
0
.1.
114
Если нужно указать для первых двух веществ точки, через которые
обязательно должны пройти кривые, они задаются в области Point of
interest (Интересующие точки).
На диаграмме отображаются графики концентраций компонентов,
приводятся значения точек кипения для компонентов, а также данные
по точкам бинарной и тройной азеотропии, если она обнаружена.
4.2.4. Построение бинодальныхх кривых равновесия в системе
жидкость-жидкость
Команда Plot/Binodal Plot (График/Бинодальные кривые) (рис. 4.6)
позволяет получить бинодальные кривые для исследования данных по
равновесию жидкость – жидкость в трехкомпонентных системах.
Рис. 4.6. Окно команды Binodal Plot
Выбор компонентов проводится аналогично предыдущим командам.
В поле T
первый и третий компоненты взаимно нерастворимы. Значения,
задаваемые в полях 1
в смеси), 3st comp in 3rd comp rich phase (Третий компонент в смеси)
emperature задается температура смеси, Step length – шаг.
Построение бинодальной кривой возможно только в случае, когда
st comp in 3rd comp rich phase (Первый компонент
115
представляют собой приближенные значения концентраций (в мольных
долях), при которых это имеет место. Ввод этих значений не требуется,
но их задание может улучшить сходимость расчета.
4.2.5. Построение кривых равновесия и бинодальных кривых
Команда Plot/Binodal/Residue Curve (График/Бинодальные
кривые/Кривые парожидкостного равновесия) позволяет получить
бинодальные кривые и кривые оценки ПЖР для исследования данных
по равновесию жидкость – жидкость в трехкомпонентных системах.
Настройка опций команды аналогична настройке опций команд
Plot/Residue Curve Map и Plot/Binodal Plot.
4.2.6. Построение кривых бинарного равновесия в системе
жидкость-жидкость
Команда P
системе жидкость-жидкость) позволяет получить кривые равновесия в
системе двух несмешивающихся жидкостей. Настройка опций команды
аналогична настройке опций команд Plot/Residue Curve Map и
Plot/Binodal Plot.
4.2.7. Построение фазовых диаграмм
Команда Plot/Envelopes (График /Фазовые диаграммы)
предназначена для получения фазовых диаграмм одного из потоков
технологической схемы. Чтобы использовать эту команду, должны
быть известны состав и параметры состояния потока. Перед расчетом
фазовой диаграммы программа попросит указать номер потока. Далее
на экран выводится окно Phase Envelope (Фазовая диаграмма) (рис.
4.7). Заполнение полей в этом окне необязательно.
В соответствующие поля области Estimatios (optional): (Оценки
(необязательные):) вводятся начальные приближения для Bubble point
T (Температуры кипения) и Dew point T (Температуры
конденсации). Ввод этих данных не обязателен, они необходимы
только при плохой сходимости, например, для смеси с широким
диапазоном возможной температуры кипения.
При построени фазовой диаграммы ChemCad вычисляет
температуры кипения и росы по мере увеличения давления. График
выводится после достижения критической точки. Можно построить
фазовые
lot/Binary LLE (График/Бинарное равновесие в
116
диаграммы для четырех
различных состояний процесса
испарения: в поля V
fractions (optional): (Доля пара
(необязательная)) вводятся
доли пара для интересующих
точек.
В поле Starting press.
(Начальное давление)
вводится начальное значение
давления для фазовой
диаграммы. После определения
всех необходимых параметров
Рис. 4.7. Окно Phase Envelope
.2.8. Построение тепловых кривых
4
Команда Plot/Heat Curves (График/Тепловые кривые)
используется для получения тепловых кривых для отдельных
теплообменников, кипятильников и конденсаторов ректификационных
колонн. При выполнении этой команды ChemCad попросит указать
теплообменник, если он не был выбран, после чего на экран выводится
окно Plot Heat Curves (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Окно Plot Heat Curves
нажимается кнопка ОК, и на
экран выводятся графики
кривых.
В поле N
(Число точек) указывается
число точек, вычисляемых
при построении тепловой
кривой.
Опции области Zone cut
option: (Способ разбиения на
зоны) позволяют определить,
какой именно интервал:
Temperature cut
(Температурный);
H cut dew/bubble points
(Равные шаги по энтальпии
от точки конденсации до
o. of points
apor
117
точки кипения);
− Edual H cut (Равные шаги по энтальпии);
будет разбит на равные отрезки (зоны) с указанным числом точек при
построении тепловой кривой. По умолчанию установлен температурный
интервал.
В области Plot option (Графические опции) выбирают одну из
опций: Plot X-axis=DelH, Y-axis=Temp (По оси Х изменение
энтальпии, по оси Y – температуры) или Plot X-axis=%Length, Y-
axis=Temp (По оси Х изменение в процентах длины трубы, по оси Y
– температуры). После определения всех необходимых параметров
нажимается кнопка ОК, и на экран выводятся значения рассчитанных
точек и далее графики тепловых кривых.
4.2.9. Построение составных тепловых кривых
Команда P
используется для построения комбинированных кривых, основанных на
тепловых кривых отдельных теплообменников. Это дает возможность
разбить всю систему на различные тепловые зоны. ChemCad позволяет
выбрать для анализа до пятидесяти единиц оборудования – обычных
теплообменников и теплообменников с несколькими входами и
выходами. После выполнения команды на экран выводится окно
Composite Heat Curves (Составные тепловые кривые) (рис. 4.9).
Рис. 4.9. Окно Composite
Heat Curves
lot/Composite Curves (График/Составные кривые)
Опция S
(Выбрать на схеме) используется
для выбора единиц оборудования
непосредственно на
технологической схеме. После
назначения этой опции фиксируется
кнопка ОК, все последующие
действия аналогичны действиям
команды Specificatios/ Select
UnitOps. ID номера оборудования,
для которых будет выполняться
анализ, можно вводить и
непосредственно в поля E
unit op. ID’s. Выбранные единицы
оборудования автоматически
отображаются в полях Enter the
elect from graphics
nter the
118
unit
op. ID’s (Задайте ID номера оборудования) при повторном выборе
опции Select from graphics.
В списке Zone cut option (Способ разбиения на зоны) определяют,
какой именно интервал– температурный или по энтальпии – будет
разбит на 10 равных отрезков (зон) при построении тепловой кривой
(по умолчанию установлен температурный интервал).
Опция Plot individual heat curves (Выводить индивидуальные
тепловые кривые) указывает программе, что на график составных
кривых надо добавить тепловые кривые потоков.
После выбора всех необходимых опций на экран выводится график,
и программа сгенерирует отчет в табличной форме для всех тепловых
кривых, имеющихся на данном графике.
4.2.10. Построение диаграмм свойств потоков
Команда P
график давления пара и девяти транспортных свойств любого потока
технологической схемы. Параметры потока должны быть полностью
определены. После выбора потока на экран выводится окно Properties
Options (Опции свойств) (рис. 4.10).
Рис. 4.10. Окно Properties Options
lot/Properties (График/Свойства) позволяет получить
В области S
plot (Выбрать свойство для
отображения) представлены
опции для выбора транспортных
свойств любого потока
технологической схемы:
Vapor pressure – Давление
пара;
Vapor density – Плотность
пара;
Liquid density – Плотность
жидкости;
Vapor viscosity
пара;
Liquid viscosity
жидкости;
Vapor thermal conductivity –
Теплопроводность пара;
elect property to
– Вязкость
– Вязкость
119
− Liquid thermal conductivity – Теплопроводность жидкости;
− Liquid surface tension – Поверхностное натяжение жидкости;
− Liquid heat capacity – Теплоемкость жидкости;
− Vapor heat capacity – Теплоемкость пара.
Поля Temperature range: (Температурный диапазон:)
используются для задания T max верхней и T min нижней границ
температурного интервала, в котором будут рассчитаны свойства. В
поле No. of points (Число точек) вводится количество рассчитываемых
точек (по умолчанию 20).
4.2.11. Построение кривых дистилляции
Команда Plot/Distillation Curves (График/Кривые дистилляции)
используется при построении кривых дистилляции для перегоняемых
потоков (до 30 потоков). Для использования этой возможности
необходимо указать тип разгонки. После выполнения команды на экран
выводится окно Plot Distillation Curve…(График кривой
дистилляции) (рис. 4.11).
Выбор типа разгонки
выполняется в группе Select a
method (Выбрать тип):
TBP 1 atm (ИТК 1 атм) – истинная
температура кипения при 1 атм;
ASTM D86 1 atm (ASTM D86
при 1 атм) – ASTM D86 при 1 атм;
TBP 10 mmHg (ИТК 10 мм рт.
ст.) – истинная температура кипения
при 10 мм рт. ст.;
D1160 10 mmHg (D1160 10 мм
Рис. 4.11. Окно
Plot Distillation Curve
− D86 with cracking (D86 с крекингом) – D86 с крекингом.
Далее программа предложит указать поток, для которого будет
построена кривая дистилляции. Создаваемые программой диаграммы
выводятся в графическом окне ChemCad.
рт. ст.) – D1160 10 мм рт. ст.;
D1160 1 atm (D1160 1 атм);
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]