ChemCAD Stopnie swobody

Stopnie swobody operacji jednostkowych ChemCAD Stopnie swobody operacji jednostkowych

Każda operacja jednostkowa ma charakterystyczną liczbę stopni swobody Wpisując dane aparatu należy podać właściwą ilość parametrów Zbyt mała ilość uniemożliwia obliczenia ze względu na brak danych Zbyt duża, ze względu na przesztywnienie układu

Mixer Mieszalnik strumieni

Mieszalnik strumieni s=m-n=2nsnc+4ns-(nsnc+nc+2ns+2) s=nsnc+2ns-nc-2=ns(nc+2)-nc-2 s=ns(nc+2)- (nc+2)

Mieszalnik strumieni Stopnie swobody strumieni Stopnie swobody aparatu Koniecznym jest zdefiniowanie ns-1 strumieni wchodzących/wychodzących z aparatu Mogą to być: Wszystkie strumienie wchodzące Strumień wychodzący i ns-2 strumieni wchodzących (Autocalc)

Rozdzielacz strumieni Parametr: stosunek strumieni Ilość niezależnych parametrów aj: ns-2 bo: lub

Rozdzielacz strumieni Dla str. od 2 do ns-1 Dla str. ns

Rozdzielacz strumieni Liczba stopni swobody: nc+2 parametry zdefiniowane są strumieniem wlotowym ns-2 parametry należy podać – zwykle to stosunki natężeń przepływu aj

Rozdzielacz strumieni O 1 stopień więcej!!

Rozdzielacz strumieni

Flash Rozdzielacz ciecz-para Zasilanie Flash Rozdzielacz ciecz-para

Rozdzielacz ciecz-para Zasilanie Rozdzielacz ciecz-para Liczba stopni swobody Wszystkie stopnie swobody na określenie strumienia wlotowego Nie ma możliwości swobodnego zdefiniowania żadnego parametru

Rozdzielacz ciecz-para

Rozdzielacz składników (CSEP) Odpowiada procesom: Rektyfikacji Absorpcji Ekstrakcji Parametr charakterystyczny aparatu: stosunki natężeń przepływu składników – rozdział (split) lub

Rozdzielacz składników (CSEP)

Rozdzielacz składników (CSEP) Liczba stopni swobody: Oprócz strumienia wejściowego trzeba zdefiniować nc parametrów – zwykle ułamki rozdziału ChemCAD dopuszcza określenie T i P strumieni wylotowych (nadmiar parametrów). Określany jest stan strumieni ale bez obliczenia bilansu cieplnego. Jest to dopuszczalne, bo w dalszej kolejności rozdzielacz zastępowany jest przez model konkretnego aparatu.

Rozdzielacz składników Stosunki rozdziału można odnieść do górnego lub dolnego strumienia

Rozdzielacz składników

Zawór

Zawór Liczba stopni swobody: Oprócz strumienia wlotowego można zdefiniować jeden z parametrów: Spadek ciśnienia Ciśnienie wylotowe Temperaturę punktu rosy Temperaturę wrzenia W p. 3 i 4 w najpierw obliczane jest ciśnienie odniesienia

Sprężarka Wykres h-s (i-s) Sprawność

Sprężarka

Sprężarka Stopnie swobody:

Wymiennik ciepła

Kocioł/ jednostronny wymiennik ciepła

Kocioł/ jednostronny wymiennik ciepła Liczba stopni swobody: Strumień 11 to wlot / Strumień 17 to wylot

Wymiennik ciepła dwustronny

Wymiennik ciepła dwustronny Stopnie swobody: Parametry strumieni wlotowych oraz: Spadek ciśnienia strumienia procesowego Spadek ciśnienia strumienia pomocniczego Parametr bilansu cieplnego (zwykle temp. wylotowa s. proc.) Problem: zwykle nieznane natężenie przepływu czynnika pomocniczego. Rozwiązanie: zamiast określać F1 można przyjąć temp. wylotową czynnika pomocniczego. Natężenie przepływu wyliczone zostanie z modelu

Wymiennik ciepła dwustronny Stopnie swobody przy określonym wsp. przenikania U i powierzchni A: 2 równania 3 zmienne Parametry strumieni wlotowych oraz 4 zmienne: Spadek ciśnienia strumienia procesowego Spadek ciśnienia strumienia pomocniczego Parametr bilansu cieplnego: U i A

Wymiennik ciepła dwustronny Zjawisko PINCHu Zanika siła napędowa procesu, np.: temp. wylotowa czynnika chłodzącego jest wyższa lub równa temp. wlotowej czynnika ogrzewającego temp. wlotowa czynnika chłodzącego jest wyższa lub równa temp. wylotowej czynnika ogrzewającego

Wymiennik ciepła

Autocalc Umożliwia dokonanie obliczeń wstecz (iteracja) Dane są parametry wyjściowe z aparatu Brak części danych wlotowych Tryb autocalc pozwala wyznaczyć brakujące dane wlotowe Zmiana trybu obliczeń: menu/run/convergence-Calculations sequence