ChemCAD Stopnie swobody

Oznaczenia c – ilość składników i – numer składnika s – ilość strumieni j – numer strumienia p – ilość faz a – numer fazy

Strumienie

Równania opisujące strumień

Całkowita liczba równań: n = np(2nc+3)+2nc

Zmienne w równaniach strumieni

Ilość zmiennych np+1 npnc + nc npnc np nc m=2 + 2np +2 npnc + np+3nc= np (2nc+3) +3nc +2

Liczba stopni swobody strumieni s = m – n = np(2nc+3) +3nc +2 - np(2nc+3)-2nc s = nc+2 Typowe parametry: Fi, T, P lub: zi, F, T, P przy czym i=nc-1 bo zi=1 Podając te parametry nie można już podać udziału faz czy entalpii

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

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)

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

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

Rozdzielacz ciecz-para Zasilanie 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)

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