第三章 设备的设计变量.ppt

步骤3——计算重复变量数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 重复计算的物流数 NR＝13 重复计算变量数 NR(C+2) 无重复被使用的相同简单单元，NA＝0 第三十页，共四十二页，2022年，8月28日 第三章 设备的设计变量 第一页，共四十二页，2022年，8月28日 例1. 绝热分配器 独立方程NE 物料衡算关系式 M C 能量衡算关系式 H 1 相平衡关系式 E 单相系统：0 设备结构相关关系式 简单设备：0 内在关系式 S C+3 =2C+4 第二页，共四十二页，2022年，8月28日 例1. 绝热分配器 总变量数 NV=3C+11 独立方程数 NE=2C+7 设计变量数 ND=C+4 第三页，共四十二页，2022年，8月28日 设计变量ND可进一步分为： * 固定设计变量Nx 可调设计变量Na Nx = 进料物流变量数＋系统的压力 固定设计变量Nx = 进料＋压力＝（C+2）+1 可调设计变量Na = ND-Nx=(C+4)-(C+3)=1 ＝ND-Nx 第四页，共四十二页，2022年，8月28日 ND=C+4，Nx=C+3 固定设计变量： 进料+设备压力 C+3 可调设计变量： 1个 可调设计变量： 1个，假如选R 第五页，共四十二页，2022年，8月28日 待求变量与独立方程 待求变量：2C+7 独立方程：2C+7 第六页，共四十二页，2022年，8月28日 小结 求设计变量作用：确定需要事先给定的变量，使待求变量数与独立方程数相等，以便进行设计计算或生产过程核算 步骤： 确定所有变量（最好列表1） 确定独立方程数（最好也是列表2） 计算设计变量数、确定设计变量（在表1里圈出来） 根据独立方程数，计算求解待求变量（表1中除设计变量以外的所有变量） 第七页，共四十二页，2022年，8月28日 课内练习 列出表3-1序号14，进料板的设计变量 要求： 1.列出所有变量（包括变量名，计算总变量数） 2.列出所有独立方程 3.计算设计变量数，确定哪些变量为设计变量 4.列出需要求解的变量 第八页，共四十二页，2022年，8月28日 上次课练习 P59 第10个分凝器 (1)总变量NV 第九页，共四十二页，2022年，8月28日 (2)独立方程 NE 第十页，共四十二页，2022年，8月28日 第十一页，共四十二页，2022年，8月28日 3.2 设备的设计变量 设计变量计算 N级串组合单元 复杂组合单元 第十二页，共四十二页，2022年，8月28日 一、N级串级组合单元 在复杂的分离设备中，如精馏塔、吸收塔、萃取塔等，往往都是由若干个平衡级串联成一个整体，各平衡级之间有级间蒸汽或液体物流相联系，所以称为N级串级单元。 第十三页，共四十二页，2022年，8月28日 例 两个带传热的平衡级串联 第十四页，共四十二页，2022年，8月28日 N串级总变量数(NV)U 各个平衡级变量数之和: (NV)U=(NV)E1+(NV)E2 重复变量数: 2（C+2) 第十五页，共四十二页，2022年，8月28日 一、N级串级组合单元 N级串级单元的独立变量总数(NV)U等于各个平衡级的独立变量数总和减去重复计数了的NR股物流中的变量数NR(C+2)，再加上应该附加变量数NA，即： (NV)U= 如：串级的单元数 两个串联还是三个串联 第十六页，共四十二页，2022年，8月28日 N串级独立方程(NE)U 无重复的独立方程 (NE)U=(NE)E1+(NE)E2 第十七页，共四十二页，2022年，8月28日 N级串级单元的独立方程式数等于各平衡级的独立方程数的总和,即： 第十八页，共四十二页，2022年，8月28日 一、N级串级组合单元 N个平衡级 串内有中间物流2(N-1)个 第十九页，共四十二页，2022年，8月28日 (NV)U= = N(4C+13) –[2(N-1)](C+2)+1 = 9N+2NC+2C+5 N个串联平衡级的独立变量总数为： 第二十页，共四十二页，2022年，8月28日 N个串联平衡级的独立方程式数为： (NE)U= = N(2C+7) = 7N+2NC 所以：设计独立变量数为： (NV)U ： 9N+2NC+2C+5 （NE)U ： 7N+2NC (ND)U ： 2N+2