高等分离工程-设计变量.pptVIP

第二章 精馏 第一讲 设计变量 主要内容 设计变量的定义 设计变量的计算 二、设计变量的定义 分离装置设计的实质就是确定与分离装置相关的各种物理量的具体数值。这些物理量之间是相互关联的，从数学的观点来看，如果这些物理量具有唯一的数值，这些物理量之间制约关系应该与物理量的数目相等。在实际分离过程中，两者之间常常不相等，为了使分离过程的计算得以进行，设计者通常要预先对其中的一些变量规定数值，设计者规定数值的变量称为设计变量。 1、设计变量的数学意义 在数学中，对于一个多变量方程组具有唯一解的条件是独立变量的数目与这些变量之间的独立方程数相等。 设计变量的数学意义可以理解为：对一个复杂体系的设计问题，由于体系涉及到的变量与这些变量之间的约束关系的独立方程不相同，为了求出这些变量的数值,认为对一些变量赋值，使未知变量的数目与变量之间的约束关系方程相同，那些需要赋值的变量就称为设计变量。 2、设计变量分类 三、设计变量的计算 根据设计变量的定义，可以很容易得出设计变量数的计算公式 3、单元设计变量计算举例 分配器有三股单相物流，没有热量引进和移出。 独立变量数为： 约束关系： 物料平衡 C 能量平衡 1 内在关系： P1和P2 温度、压力相等 2 P1和P2 浓度相等 C-1 2C+2 设计变量为： ②泵设计变量计算 分配器有二股单相物流，没有热量引进和移出,有功输入。 独立变量数为： 约束关系： 物料平衡 C 能量平衡 1 C+1 设计变量为： ③加热器设计变量计算 加热器有2股单相物流，有热量进。 独立变量数为： 约束关系： 物料平衡 C 能量平衡 1 C+1 设计变量为： ④混合器设计变量计算 混合器有三股单相物流，没有热量引进和移出。 独立变量数为： 约束关系： 物料平衡 C 能量平衡 1 C+1 设计变量为： ⑤分相器设计变量计算 分相器有三股单相物流，没有热量引进和移出。 独立变量数为： 约束关系： 物料平衡 C 能量平衡 1 相平衡 C 内在关系： L1和L2 温度压力相等 2 2C+3 设计变量为： 简单平衡级有4股单相物流，没有热量引进和移出。 独立变量数为： 约束关系： 物料平衡 C 能量平衡 1 相平衡 C 内在关系： L1和L2 温度压力相等 2