Алгоритм расчета оптимальных параметров

С учетом нестационарное™ потоков фаз на тарелке алгоритм расчета оптимальных параметров (Тот,) процесса ректификации заключается в следующем (рис. 4.19):

I. Расчет стационарного режима (предполагается, что в начальный момент времени система находится в стационарном состоянии при скорости жидкости а>о) на основе математической модели, представленной выше и включает:

• а) расчет коэффициентов ряда к_ш— (формулы 4.34−4.36);
• б) расчет значений собственных функций ряда x"(z) [формула (4.37)];
• в) расчет коэффициентов разложения функции/" [уравнение (4.42)1;

Рис. 4.19. Алгоритм расчета оптимальных параметров нестационарного процесса ректификации

• г) расчет коэффициентов T^t) и Т_пу(г) [уравнения (4.39) — (4.42)], для а>о задаются набором 7^, Т^_у;
• д) расчет концентрации пара на выходе с тарелки yj (0

[уравнение (4.44), где T_ny(t) = Т"_у ] и к. п. д. тарелки.

II. Расчет циклического р е ж и м, а на основе результатов, полученных при стационарном режиме, включает:

• а) расчет коэффициентов а_кп для перехода от coq ^к ® 1 ^и далее к ш₂;
• б) расчет новых значений функций ряда x"{z) с учетом а_кп
• в) расчет новых значений коэффициентов
• г) расчет концентрации пара на выходе с тарелки и к. п. д. тарелки.

III. Расчет оптимальных параметров проводится на основе подпрограммы (SMIT1) с помощью двухмерного сканирования. В качестве оптимизируемых параметров были приняты период цикла Т и амплитуда колебаний флегмы Дсо.

Рис. 4.20. Зависимость к. п. д. тарелки х от периода пульсации Т_у с, и амплитуды колебаний До, м/с (цифры у кривых).

В качестве объекта исследований была выбрана ректификационная колонна по разделению смеси ацетон — вода в крупнотоннажном производстве фенола — ацетона. Ниже приведена исходная информация для расчета:

Расход по питанию, т/ч 13,0.

Состав питания, % (мае.) 70 (ацетон) + 30 (вода) Состав дистиллята, % (мае.) 99,8 (ацетон) + 0,2 (вода) Отбор дистиллята, т/ч 8,962.

Флегмовый поток, т/ч 47,5.

Диаметр колонны, мм 2400.

На рис. 4.20 приведены результаты расчета зависимости к. п. д. тарелки от периода Т (при С = 2) и амплитуды колебаний Дсо. Максимум эффективности разделения соответствует минимуму расхода пара в куб кипятильника при оптимальных параметрах цикла. Это позволяет заключить, что математическая модель адекватна реальному процессу разделения и ее можно использовать при проектировании.