9) Примечание для блоков с задержкой жидкости
Как уже упоминалось ранее, для блоков, которые имеют задержку жидкости, как правило, жидкостной выпускной узел – это выпускной узел, который определяет давление; абсолютно необходимо подключить блок, который имеет мощность регулирования скорости течения с помощью данного выпускного узла для того, чтобы имел место нисходящий поток.
Тем не менее, из-за блока с подобной мощностью регулирования скорости потока не возможно определить, может ли текущий уровень задержки жидкости блока восходящего потока позволить течению иметь место; возможно, что скорость течения, определяемая расчетами баланса напорного потока, становится больше задержки.
Рассмотрим, например, dU = step*(Fin - Fout), где Fin и Fout измеряются в кмоль / ч, и что dU – отрицательное число, абсолютное значение которого больше, чем предыдущее U. Значение задержки стало бы отрицательным, что физически невозможно.
Таким образом, минимальный жидкостный верхний параметр определяется для резервуаров с жидкостью, простых сепараторов, испарительных барабанов, конденсационных теплообменников, ректификационных колонн и т.д. Так как это должно предотвратить приобретение отрицательного значения задержки во время интегральных вычислений, когда значение задержки становится меньше данного минимума, соотношение жидкой фазы на выходе в жидкостном выпускном узле блока обычно устанавливается равным 0 (RL = 0).
Как правило, в Visual Modeler, соотношение фаз используется для выяснения того, происходит ли поток (FL = F x RL), с тем, чтобы установка RL = 0 (когда задержка падает ниже минимальной задержки жидкости или минимального верхнего показателя) эквивалентно указывала на то, что в блоке восходящего потока не остается жидкость.
На практике, по умолчанию значение минимального жидкостного верхнего параметра может быть установлено равным 0. Это происходит потому, что блоки с задержкой жидкости также устанавливают дополнительное ограничение на расчеты напорного потока с тем, чтобы имело место неравенство Fout<U/step. Иными словами, блок нисходящего потока к резервуару для жидкости определяет скорость истечения, однако, с учетом пределов, установленных задержкой жидкости резервуара.
10) Упражнение 4
Модель линии оттока и линии жидкого продукта в условиях комплекса в верхней части колонны С-1.
Используйте блок «HEATXB» для конденсатора E-1 и пропустите байпас. Охлаждающая вода из Е-1 имеет тот же коэффициент теплопередачи, как Е-2 (1937 Вт / (м ^ 2.K)). Е-1 также имеет один и тот же коэффициент теплового сопротивления накипи со стороны охлаждающей воды (0,000344 (м ^ 2.K) / Вт).
Используйте стандартный блок испарительного барабана «FLASHD» для сборника орошающей фракцииD-1.
Используйте стандартный блок «PUMP_S_R» для насоса обратной подачи.
Отобразите перепад давления с помощью стандартных блоков трубы PIPE_RGLR соответственно на стороне всасывания и на стороне нагнетания насоса.
Пример моделирования
Описание устройства блока испарительного барабана [FLASHBD]
Данная модель испарительного барабана, которая учитывает как задержку на стороне газовой фазы, так и на стороне на жидкой фазы. Массовая передача происходит таким образом, чтобы достичь равновесия между газовой и жидкой фазами.
DTYPE=1:Вертикальный цилиндр
=2 :Горизонтальный цилиндр
Вариация компонентной задержки в жидкой фазе
dul/dt = Flp*xlp + Fin*xlin – ftr –Flprd*x
Вариация компонентной задержки в газовой фазе
duv/dt = Fvp*xvp + ftr –Fvprd*y
Отношение напорного потока
dP/dF = R*(T+ 273.15)/Vv*step
Давление в газовой фазе
Давление в газовой фазе определяется расчетом плотности газовой фазы.
Массообмен между газовой фазой и жидкой фазой
Ftri = kG*(pei – P*y)
Ftr = Σ(ftri)
Где:
kG: коэффициент массообмена
pei: состав жидкой фазы для равновесной газовой фазы парциального давления компонента i.
Heat balance
Жидкая фаза
dHl/dt = Ff*hlp*rlp + Flin*hlin – htr + Flprd*Hl/Ul + ql
Газовая фаза
dHl/dt = Ff*hvp*rvp + htr + Fvprd*Hv/Uv
где:
htr = Σ(ftri*hvi) является теплопередача, соответствующая массообмену (не зависит от теплопередачи на парожидкостном контакте).
Температура барабана (Temp) рассчитывается из состава жидкой фазы и энтальпии.
Давление потока подачи
Высота столба жидкости от поверхности, которая находится над высшим показателем подающего выходного узла, добавляется
headf = Zh*Mwavl / AD / 10000*98.06665 [кПа] Pfed = P + headf Pf = Pfed
Примечание: настройка верхнего показателя выходного узла соответствует порядку f1, f2, p1 и p2.
Описание блока трубы [PIPE_RGLR]
Зависимость напорного потока
P1 – P2 = ΔP –ΔPH
ΔP = 9.80665e-3/(2*g)*λ*dw*u^2*Le/Di
Uu = F/dm/A/3600
ΔPH = 9.80665e-3*Hd*dw
Где:
P1 :Давление перед клапаном[кПа]
P2 : Давление за клапаном [кПа]
ΔP : Падение давления [кПа]
ΔPH : Статический напор [кПа]
λ : Коэффициент сопротивления среды в трубах
dw : Плотность жидкости [кг / м3]
dm : Плотность жидкости [кг-моль / м3]
u : Скорость [м / сек]
Le : Эквивалентная длина трубы [м]
Di : Внутренний диаметр трубы [м]
F : Суммарный коэффициент молярного потока [кмоль / ч]
A : Площадь поперечного сечения трубы [м2]
Hd : Разница между входной и выходной высотами Hd = (E.L.in) – (E.L.out) [м]
g : Гравитационная постоянная = 9,8 [кг. м / сек^2]
Описание блока центробежного насоса [PUMP_S_R]
Кривая производительности аппроксимируется функцией второго порядка
Зависимость напорного потока
H = H0 – a*V^2
a = ( Hs – Hd )/Vd^2
H0 = Cm*Cc*Hs
Где:
H: Головка [м] H0: Головка с запирающимся соплом [м] V: Объемный расход [м3 / мин] Hs: Проектирование головки с запирающимся соплом [м] Hd: Проектирование головки [м] Vd: Расчет расхода [м3 / мин] Cm: Коэффициент start / stop
Сс: Коэффициент кавитации (= 1 - hcav, эффективен при Zcav = 2) Примечание:
Zcav = 0: Нет кавитации Zcav = 1: Насос остановлен P2 - P1 = (9,80665e-3) *H*dw
где:
P2: Давление на выходе [кПа] P1: Давление всасывания [кПа] dw.: Плотность в условиях стороны всасывания (на входе) [кг / м3]