Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Операции ХАЙСИС.pdf
Скачиваний:
806
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
15.78 Mб
Скачать

Операции разделения 10 - 7

Чистые компоненты упорядочиваются в соответствии с их температурами кипения, причем деление производится по этим температурам кипения чистых компонент. Для удобства температуры кипения всех компонент приведены в таблице справа.

Эта страница используется для работы с потоками, состоящими гипотетических (псевдо-) компонент. Такой поток рассматривается как непрерывно кипящая смесь. Псевдокомпоненты этой смеси упорядочиваются по возрастанию их конечных точек кипения. Для определения всех конечных точек кипения применяется следующий алгоритм: вначале все псевдокомпоненты располагаются в порядке возрастания их средних температур кипения. Затем вычисляется конечная температура кипения последнего компонента:

FBPlast = NBPlast + (NBPlast NBPlast-1)

(10.5)

А затем вычисляются конечные точки кипения остальных компонент:

FBPi =

NBPi + NBPi+1

(10.6)

2

 

 

Гипотетические компоненты распределяются затем в соответствии с заданными концами кипения продуктовых потоков. Интервал кипения каждого продуктового потока – от его начала кипения до начала кипения следующего потока.

Страница Переменные пользователя

На этой странице пользователь имеет возможность задать свои собственные переменные.

Страница Примечания

На этой странице можно записать примечания относительно данного аппарата или всей задачи.

Подробнее см. Раздел

1.3.8 –

Закладка/страница Переменные пользователя.

Подробнее см. Раздел

1.3.5 –

Закладка/страница Примечания.

10.1.4 Закладка Расчет

При работе в стационарном режиме на этой закладке нельзя ввести никакую информацию.

Страница Штуцера

На этой странице задаются параметры штуцеров. Эта информация

Подробнее см. Раздел

используется только в динамическом режиме.

1.3.6 – Страница

 

Штуцера.

10 - 8 Операции разделения

 

10.1.5 Закладка Рабочая таблица

Подробнее см. Раздел

На этой странице выводится информация о потоках, связанных с аппаратом.

1.3.10 – Закладка

 

Рабочая таблица.

Страница PF Спецификации требуется только в случае работы в

 

Динамическом режиме.

10.1.6 Закладка Динамика

Информация, которая выводится на этой закладке, относится к динамическому режиму. На закладке расположены страница

Спецификации.

Страница Спецификации

В поле Давления равны установите флажок, если хотите уравнять давления всех потоков. При этом должно быть задано давление только одного потока.

На этой же странице задается объем сосуда.

 

10.2

Сепаратор/3-фазный

 

сепаратор/Хранилище

 

Поскольку специализированные окна Сепаратора, 3-фазного сепаратора и

 

Хранилища почти одинаковы, они рассматриваются в этом разделе вместе.

 

 

 

Вся информация в этом разделе применима к работе Сепаратора, 3-

 

фазного сепаратора и Хранилища, если нет специальной оговорки.

 

На странице Параметры (Parameters) закладки Данные (Design) находится

 

переключатель, позволяющий легко переключаться с одной из этих

 

операций на другую. Например, вы желаете заменить полностью

 

определенный Сепаратор на 3-фазный сепаратор. Для этого достаточно

Кнопка Сепаратор

выбрать соответствующую селективную кнопку. Единственное, что вам

Операции разделения 10 - 9

остается добавить – это установить дополнительный поток жидкости. Все первоначальные характеристики операции (параметры, реакции, и т.д.) будут сохранены. Главным отличием этих операций являются связанные потоки:

Операция

Описание

Сепаратор

Допускается несколько потоков питания, выходные

 

потоки - один паровой и один жидкий. В стационарном

 

режиме Сепаратор делит содержимое резервуара на

 

составляющие его паровую и жидкостную фазы.

 

 

3-фазный сепаратор

Допускается несколько потоков питания, выходные

 

потоки - один паровой и два жидких. В стационарном

 

режиме 3-фазный сепаратор делит содержимое

 

резервуара на составляющие его паровую, легкую и

 

тяжелую жидкие фазы.

Хранилище

Допускается несколько потоков питания и один жидкий

 

поток продукта. Хранилище обычно используется для

 

моделирования емкостей-отстойников жидкости.

В динамическом режиме все эти операции используют модель накопления содержимого и поэтому имеют одинаковые свойства. Различия приведены ниже:

Операция

Описание

Сепаратор

Может быть несколько потоков питания. Имеется два

 

продуктовых штуцера:

 

пар

 

жидкость

 

 

3-фазный сепаратор

Может быть несколько потоков питания. Имеется три

 

продуктовых штуцера:

 

пар

 

легкая жидкость

 

тяжелая жидкость

 

 

Емкость

Может быть несколько потоков питания. Имеется два

 

продуктовых штуцера, через которые обычно из емкости

 

отбираются пар и жидкость.

 

 

Конденсатор

Один паровой поток питания. Количество и фаза каждого

 

выходного потока зависят от типа конденсатора.

 

Конденсатор имеет уникальный метод расчета нагрузки с

 

учетом его содержимого.

Кипятильник

Один жидкий поток питания. Может быть несколько

 

паровых и жидких продуктовых потоков.

Реакторы

Может быть несколько входных и выходных потоков.

 

 

Теплообменник

Кожухотрубчатый теплообменник с одним ходом по

 

корпусу можно смоделировать с учетом уровня

 

жидкости. В трубном и межтрубном пространстве

 

имеется по одному входному и выходному потоку.

 

 

 

Все динамические модели “емкостных” операций в ХАЙСИС имеют общие свойства:

Геометрия емкости и расположение и диаметр штуцеров учитываются при расчете.

Модель тепловых потерь, учитывающая конвективную и кондуктивную теплопередачу через стенки емкости.

Кнопка 3-фазный

сепаратор

Кнопка Хранилище

10 - 10 Операции разделения

Модели, позволяющие задавать емкости с разными начальными состояниями содержимого до пуска интегратора.

Различные типы нагревателей, определяющие, каким образом к содержимому емкости подводится энергия.

10.2.1 Теория

Для определения условий и фазового состояния выходных потоков производится расчет фазового равновесия при заданных энтальпии и давлении (P-H равновесия). Давление, при котором рассчитывается равновесие - это наименьшее из давлений потоков сырья минус сопротивление емкости. Энтальпия представляет сумму энтальпии сырья плюс или минус нагрузку (при нагревании нагрузка добавляется, при охлаждении - вычитается).

Как и большинство операций в ХАЙСИС, Сепаратор и 3-фазный сепаратор могут проводить вычисления как по направлению потоков, так и в обратном направлении. Кроме стандартных действий (определение сырьевых потоков при известном давлении резервуара и энтальпии), Сепаратор также может использовать известный состав продукта для определения состава (составов) другого продуктового потока (потоков), а также, состава сырья.

Для проведения вычислений против направления потоков, необходимо вести в Сепаратор следующую информацию:

Состав одного продукта

Температура или давление продуктового потока

Два (в 2-фазном сепараторе), или три (в 3-фазном сепараторе) расхода

Если имеется несколько сырьевых потоков, то для того, чтобы программа смогла провести вычисления в обратном порядке, только один сырьевой поток может иметь неизвестный состав.

Энергетический баланс

Энергетический баланс Сепаратора в стационарном режиме определяется следующим образом:

 

H питания ± Duty = H пар + H лег.ж + H тяж.ж

(10.7)

где

Нпитания – теплосодержание потока (потоков) питания

 

 

Нпар – теплосодержание парового продукта

 

 

Нлег.ж – теплосодержание легкой жидкости

 

 

Нтяж.ж – теплосодержание тяжелой жидкости

 

Физические свойства

Физические параметры операции – гидравлическое сопротивление и объем сосуда.

По умолчанию сопротивление емкости равно нулю.

Гидравлическое сопротивление определяется следующим образом:

P = Pν = P1 = Pпит − ∆P

(10.8)

где

Р – давление в сосуде