闪蒸过程数学模型与控制过程仿真

合集下载

蒸汽发生器工作过程建模及仿真分析

d ρ ″ V sd dt
= x o Gb - Gg ( 8)
2 数学模型处理及简化
21 1 数学模型的简化
由于偏微分方程组求解很困难 , 对建立的数学模型进行线性化处理。对分布参数模型进行了集总参数化处理 , 即将实际的分布参数对象近似的等效为若干个集总参数环节组成的串联系统 ,这样经过必要的数学转换 ,偏微分方程组变为一组常微分方程组 ,在假设前提下 ,与原偏微分方程系统等效。仿真将得到工质流量输入扰动作用下中参数。这样 , 每一个轴向小控制体状态参数便只与时间有关 , 与空间变量无关。如方程 ( 12) 可化为 : ρ A
( 哈尔滨工程大学 ,黑龙江哈尔滨 150001)
摘要 : 基于分布参数热工对象的集总参数化动力学模型 ,对自然循环蒸汽发生器进行了控制体划分并建立了数学模型 ,并用 MA TL AB 语言和 SIMUL IN K 仿真软件对其进行了仿真 ,文章采用了 Runge2 Kutta
( 4 ,5) 求解器 ,得到不同功率装置运行时 ,一次侧 ,二次侧 ,以及管束的温度分布 ,并得到一回路给水扰动
同一截面上 ,具有相同的状态参量 ; 2) 在蒸汽发生器一次侧为单相液体 ; 3) 蒸汽发生器二次侧流体沸腾为饱和沸腾 ,不考虑过冷沸腾 ; 4) 假设分离器效率为 100 % , 即蒸汽空间内蒸汽为 100 %的干燥饱和蒸汽 ; 5) 忽略一回路、二回路工质的轴向导热 , 忽略 U 形管壁的轴向导热 , 忽略蒸汽发生器的对外散热 , 忽略除传热管外任何构件的热容 ; 6) 管束套筒是绝热的 ,即不考虑上升通道流体与下降通道流体间的传热。 11 21 1 一回路侧一回路侧为不可压缩流体 , 假定流通截面积为常数。能量守恒方程 : ρ5 h p + Gp 5 h p = - qp 5t 5z

闪蒸-双工质循环联合地热发电系统设计

闪蒸-双工质循环联合地热发电系统设计摘要：将闪蒸系统发电与双工质循环发电联合，形成一种特殊的能量转换系统，对其进行详细分析，并建立该联合地热电站热力计算的数学模型，以此对电站的功率及效率进行了计算与分析，从中确定该系统的最佳闪蒸温度和由此温度导出的最佳设计参数。

计算结果还表明，对给定温度为110℃的地热水资源，当环境冷却水平均温度为28℃时，闪蒸一双工质循环联合发电的最大总功率比闪蒸系统或双工质循环单独发电时的最大功率要大20%以上。

此外，电站还生产约60℃的热水以供直接利用。

关键词: 闪蒸系统; 双工质循环; 地热发电; 最佳闪蒸温度0．引言我国地热资源主要是以中低温热水为主，其中为数较多的是100℃左右的热水资源，这种资源在全球分布甚广，因此利用这种地热资源发电，具有广泛的现实意义。

地热电站的主要目的是生产电能和提供热水。

为此目的，若将闪蒸系统发电与双工质循环发电联合起来，将使电站的出力提高[1]，从而提高对地热资源的有效利用。

闪蒸和双工质循环联合地热发电，实际上是将闪蒸器产生的蒸汽直接用于发电，而产生的饱和水则用于低沸点有机工质发电。

这种特殊的能量转换系统，能使地热资源得到充分利用。

闪蒸一双工质循环联合地热发电的热力系统简图如图1所示，该系统包括闪蒸系统发电和双工质循环发电两部分，系统输出的功率是闪蒸系统和双工质循环发电的总和。

图1闪蒸-双工质循环联合地热发电的热力系统简图1.闪蒸·双工质循环的热力计算[2]为计算此系统所需的热力循环分别示于图2及图3。

本文将以我国某地热点的热水资源为例对闪蒸系统和双工质循环系统分别进行计算，由于是热水发电，其最佳闪蒸温度t 1和最佳蒸发温度t 01的计算方法既相同，又互相关联。

即:闪蒸系统最佳闪蒸温度：273111-==T t T T T cg （1）图2闪蒸系统热力循环图图3双工质热力循环图双工质循环最佳蒸发温度:27311101-==o o oc T t T T T （2）由式(2)可知，工质的最佳蒸发温度t o1与最佳闪蒸温度t 1有关联。

聚丙烯装置闪蒸过程的数学模型

物料平均停留时间等项影响闪蒸气化率的因素进行了分析。结果表明，数学模型与工业实测值吻合良好，用于该可
指导生产。
关键词：丙烯聚
闪蒸
数学模型
ＴｅＭａｈｍａｉａｏｅｏｌｓｒｃｓｈｔｅｔｌＭｄｌｆｒＦａｈＰｏｅｓｃｏｒｐｌｎ —ｄｇｓｉｇｉｌｐｏｙｅｅＰａｔｆＰｏｙｅｅ－ｅａｓｎｎＰｏｙｒｐｌｎｌｎ－
ｐｙｒｐｙｅｅｐａ．ｏｌｐｏｌｎｌｎｔＫｅｗｏｒ：Ｐｙｍｐｌｎｙｄｓｏｌｐｙｅｅ；Ｆａｈ；Ｍａｅａｉａｄｅｌｓｈｔｍｔｃｌｍｏｌ
使用。
ｌ刖肓
为了能够对闪蒸过程进行数学描述，先作以下几点假定：（）１用平均直径代表颗粒分布；（）颗粒在闪蒸器中的停留时间均一。没有时２
维普资讯
技术进步
聚丙烯装置闪蒸过程的数学模型
齐鸣斋
摘
刘华强
华东理工大学化工系（上海２０３）九江石油化工总厂聚丙烯车间（０２７九江３２０）３０４
要：蒸是聚丙烯生产中的一个重要单元操作，文首先对该过程进行了数学描述，立了闪蒸过程的数闪本建学模型。然后将工业实测值与该数学模型进行了比较，别对生产负荷、分聚丙烯粉料颗粒直径、蒸压力、蒸温度、闪闪

喷雾闪蒸过程的数学模型建立

根据工况,该文所构建的数学模型建立在扩散控制蒸发模型的基础上,运用质量守恒、能量守恒和传热传质等基本定律,建立液滴喷雾闪蒸的数学模型，研究在液滴的蒸发过程和影响因素对它的作用, 拓展喷雾闪蒸影响参数的研究范围，为液滴在负压环境下应用提供参考)
1喷雾闪蒸数学模型
该所
过热液在
蒸本过
程［8-10-是:初始温度为H°、初始直径为I°的过热

lution, evaporation rate, flash ficienco and flash duration time was investioated and representativa con
clusion wero made.
Keyword: dapll flash evaporation ； mathematicol model; Simulink
水滴，在压力为2“的水蒸气环境中发生喷雾闪蒸,
环境温度维持在该压力对应的饱和温度H,为了简化计算过程,突出闪蒸的基本特点，做出如下假设:
(1)由于液滴与气泡表面张力较大,故假设液滴和
气泡为球形;(2)气泡内的温度和压力分布均匀，水蒸气压力为气泡界面温度所对应的压力 ;(3)液滴密度远大于水蒸气密度,且液滴属于不可压缩;(4) 内部气泡生长速度远大于液滴表面蒸发造成的界面
达到过热状态。闪蒸近年来被广泛应用于生产、生活等众多领域，例如海水淡化、蒸汽无菌干燥、航天飞机高温部件的冷却等。其中，闪蒸在低品位热能回收领域的应用在当今节能环保的大背景下具有重要的实际意义。
液滴闪蒸的实验和理论研究均取得一定进展） Cheng等人［1］建立了一数学模型来描述喷雾冷却过程中的传热和传质情况，发现液体闪蒸让真空喷雾冷却的传热速率显著提高。Wang等人［2-提出了一维液滴闪蒸模型并通过实验数据验证了模型的性能和适用性，分析了包括温度、传热系数、相变和液滴寿命在内的热效应）Cai等人［3］建立了扩散控制的蒸发模型，模型中考虑了液滴运动、液滴尺寸和温度的变化，获得了相对于行进距离的温度变化。Shin

《Aspen闪蒸计算》课件

相信随着越来越多的人才加入，并不断提升技能水平，将会有更多新的成果出现。
运行模型
运行模型并获取计算结果，包括相平衡图、计算报表等。
Aspen闪蒸计算的注意事项
数据准确性
输入数据要准确，数据错误会对计算结果产生很大影响。
设置参数
设置闪蒸计算参数时需要根据实际条件进行科学合理的设置。
分析结果
对计算结果进行充分分析，结合实际生产，进一步完善和优化设计。
Aspen闪蒸计算的优点
提高外观质量
闪蒸计算可以有效地优化生产过程，提高所生产产品的外观质量。
能源，节约生产成本。
降低生产成本
综合利用各种技术手段，可以有效地降低生产成本，提高生产效益。
展望
应用范围
闪蒸计算在化工生产的应用领域十分广泛，未来还有很大的发展空间。
优化算法
人才培养
未来的优化算法将更加智能化，处理速度更快，计算结果更精准。
2 输入数据
对于输入数据的准确性要求高，对其进行仔细校验和处理。
3 数值计算和优化算法
利用广泛采用的数值计算方法和优化算法，对数据进行处理和计算，得到结果。
Aspen闪蒸计算的操作流程
1
建立模型
选择闪蒸计算方式并建立闪蒸模型，输入相关数据。
2
设置条件
设置闪蒸条件，包括压力、温度等参数。
3
闪蒸的基本概念
闪蒸是什么？
简单来说，闪蒸就是把高压液态物质突然释放，使其蒸发并升华成为一定的量的气态物质。
分离混合物
闪蒸可用于分离混合物，利用混合物成分差异使之分离。
闪蒸柱
闪蒸柱是将一定量混合物分离为两种或两种以上部分浓度不同的物质的装置。

闪蒸过程计算课件

随着计算机技术和人工智能的不断发展，闪蒸过程计算技术将更加智能化和自动化。
闪蒸过程计算技术将与工业互联网、大数据等技术相结合，实现更加精细化的生产控制和管理。
技术发展展望
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重基础理论研究，推动技术的创新和发展。
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重与实际生产相结合，提高生产效率和经济效益。
模型验证
实验数据采集
通过实验手段获取实际闪蒸过程的各项数据，用于验证模型的准
确性。
模型验证方法
选择合适的验证方法，如对比法、回归分析法等，对模型进行验证。
结果评估
对比模型计算结果与实验数据，评估模型的准确性和可靠性。
04
闪蒸过程计算实例
实例一：简单闪蒸罐的计算
总结词
单级闪蒸的计算
详细描述
闪蒸过程计算课件
目录
• 闪蒸过程简介 • 闪蒸过程计算基础 • 闪蒸过程计算模型 • 闪蒸过程计算实例 • 闪蒸过程计算软件介绍 • 闪蒸过程计算的发展趋势与展望
01
闪蒸过程简介
闪蒸过程的定义
• 闪蒸过程的定义：闪蒸过程是指高温高压的水在瞬间减压至常压或较低压力时，部分水蒸气闪蒸成气体的过程。
实时数据采集
软件能够实时采集现场数据，包括温度、压力、流量等参数，确保数据的准确性和实时性。
计算模型
软件内置多种计算模型，如闪蒸计算模型、热力学计算模型等，可根据实际需求选择合适的模型进行计算。
数据处理与可视化
报告生成
软件能够对采集的数据进行实时处理，并以图表、曲线等形式展示数据，便于用户分析和理解。
02
闪蒸过程计算基础
热力学基础
01

3-2 闪蒸计算

2014/5/30
3 闪蒸分离模拟
1 第1页
ASPEN Plus单元操作模型
按照用途分为
混合器/分流器（mixer/splitter）分离器(separators) 换热器(heat exchangers）塔(columns) 反应器(reactor) 压力变换器(pressure changers) 控制器(Manipulators）固体(solids) 用户模型(user models)及泄压（pres relief）
闪蒸分离模拟例题2
6 进入BLOCK设置
完成Specification设置后在Entrainment中设置
第29页
第30页
5
闪蒸分离模拟例题2
7 计算结果
2014/5/30
Flash习题1
• 图中所示混合物被部分冷凝并分离为两相V和 L。分别计算V和L的量（摩尔）及摩尔组成。 (采用PENG-R方程计算热力学性质)
第31页
苯环己烷
第32页
Flash习题2
• 图示为一精馏塔的塔顶采出系统。精馏塔总的采出组成如图所示，其中10mol%以气相形式采出。若回流罐的温度为100℉，试计算回流罐压力。
气态馏出物
总馏出物组分的摩尔分数
液态馏出物
第33页
Flash习题3
• 150kmol/h的饱和液相流股在758kPa下自精馏塔第一块
第45页
第46页
例题3 绘制闪蒸的热力学曲线
X,Y被赋值后，在PLOT下拉菜单中选择Display Plot，绘制气相分率随温度变化的曲线图。
例题3 绘制闪蒸的热力学曲线
第47页
第48页
8
2014/5/30

多级连续闪蒸结晶过程的模拟与分析

结果对一１２级结晶器模型进行了动力学参数回归。但是目前对于带有溶剂闪蒸情况下的多级结晶过程
闪蒸从而导致结晶器内溶剂的减少和温度的降低，
结晶过程得以进行。浆料逐级流过每级结晶的进料。对于此过程的
多级连续结晶过程在化工生产中有着广泛的应用，主要优点在于可以将整个过程的温度降通过其多级结晶器的串连操作分成不同的梯度级，而能从有效的控制每级结晶器内的平均过饱和度以避免局部过度过饱和度的产生，而可以使粒度分布因（ｒｓａＳｚｉｒｕｉｎＳ变窄同时能提高产ＣｙｔｌｉＤｓｉｔ，ＣＤ）ｅｔｂｏ量… 。前人对此过程的研究已有报道，ｏｉｓｎ和ＲｂｎｏＲｂｒ【首先对结晶器的串级操作进行了研究，ｏｅｔ２ｓ１建立了此过程结晶器的数学模型，他们的模型假定但
Ｆｉ．Ｆｏｄａｒｍｏｈｌｓａｅｆｓｇ１ｌｗｉｇａｆｒｔｅｍｕｔｔｇａｈｉｌ
ｃｙｔｌｉａｉｎｐｏｅｓｒｓａｌｚｔｏｒｃｓ
级结晶器网络进行了模拟和优化，出了物料在各提级结晶器的优化分配方案。而ＩｕＪ人通过实验［等ｉ
描述，通过联立物料衡算、量衡算、数衡算以需热粒
及结晶动力学方程和溶解度方程来实现。对于第志级结晶器溶剂和溶质的衡算方程如下：

第二章过程单元的模型化与模拟

物流自由度：
确定物流状态所需要已知的变量数目
Dühem定理：
对于一个已知每个组分初始质量的封闭体系，其平衡状态完全取决于两个独立变量，而不论该体系有多少个相，多少个组分或多少个化学反应
方程名称
①每个相的压力相等 ②每个相温度相等
方程数
P P2 Pp P 1
p p c×p
T1, P1, F1 x1, x2
T2, P2, F2 y1, y2
第一节过程单元的自由度分析
一、自由度
自由度=变量数—方程数（1）d = 0
线性无关，惟一解非线性，多分析
（2）d > 0
多解；优化
（3）d < 0
过渡假设，发生矛盾数据回归
二、物流的自由度
1,2,...,c r个反应 p个相
③
④迭代 ⑤ V=F· ⑥
zc 1
zi
i 1
c 1
f ()
1 ( K
i 1
c
zi (1 Ki )
i
1)
0
求得值 (=V/F )
xi
zi 1 ( Ki 1)
⑦ yi=ki.xi ⑧ L=F-V ⑨由物性方程求hV,hL,hF ⑩ Q=hv· L· F· V+h L-h F
T1 T2 Tp T
( j 1,, c)
③化学位平衡方程(相平衡)
1 j 2 j pj j
④ 化学位计算式 kj kj (T , P, xk1 ,, xkc )
⑤摩尔分数加和方程
(k 1,, p; j 1,, c)
1

c×p
PV，Q≠0 非绝热 PV，L 百分液体 PV(或TV)，V 百分蒸汽 PV，xj 液体纯度 PV(或TV)，yi 蒸汽纯度 yi，xk 分离

第四章 aspen多组分平衡级分离过程计算(一)

第 10 页
Sep --- 组份分离器
Sep 模块可以接受多股输入物流，输出多股物流，并把输入混合物中的各个组份分别按照指定的比例分配到每一股输出物流中去。
第 11 页
第 12 页
4.1.2 闪蒸的理论模型
单级蒸馏过程，使进料混合物部分汽化或冷凝得到含易挥发组分较多的蒸汽和含难挥发组分较多的液体。
简单分离单元模型：Separators
塔设备单元模型：Columns
第 6 页
简单分离单元模型包含五个模块：
两相闪蒸器： Flash2
三相闪蒸器：Flash3
倾析器：Decanter
组份分离器：Sep
两出口组份分离器：Sep2
第 7 页
Flash2 两相闪蒸器
Flash2 模块执行给定热力学条件下的汽-液平衡或汽-液液平衡计算，输出一股汽相和一股液相产物。用于模拟闪蒸器、蒸发器、分液罐等。
固体
Crystallizer Crusher Screen FabFl Cyclone Vscrub ESP HyCyc CFuge Filter SWash CCD User User2
除去混合产品的结晶器固体粉碎器固体分离器滤布过滤器旋风分离器文丘里洗涤器电解质沉降器水力旋风分离器离心式过滤器旋转真空过滤器单级固体洗涤器逆流倾析器用户提供的单元操作模型用户提供的单元操作模型
i 1 i 1
c
c
热量衡算式（Heat balance）
FH F Q LH L VHV
其他关联式：相平衡常数（Ki）气相摩尔焓（HV）液相摩尔焓（HL）
第 14 页
流股输入表单
第 15 页

2-4闪蒸过程计算(ppt,课件)

宽沸程绝热闪蒸过程计算
所谓宽沸程混合物指的是构成混合物各组分的挥发度相
差悬殊，其中一些很容易挥发，而另一些很难挥发，它的
特点就是离开闪蒸罐时各相的量几乎完全决定于相平衡常数。

对这类体系，在很宽的温度范围内，易挥发组分主
要集中在汽相中，而液相中则主要集中了难挥发组分。进
料焓值的增加将使温度提高，但是对汽液两相的流率的影
闪蒸计算类型的异同点
相同点：
都是气化过程，说明可按气化公式计算
气液两相平衡
相当于一块理论板
不同点：
产生气化的原因不同
部分气化或部分冷凝：外界交换热绝热闪蒸：不与外界换热，焓变为零
可调设计变量不同
气化：除P外还要已知一个条件绝热闪蒸：给定P，体系就固定了
2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程规定：Ｐ、T 计算：Q, V, L, yi, xi
第四节闪蒸过程计算
主要内容
闪蒸过程简介闪蒸过程类型闪蒸过程计算方程等温闪蒸过程计算绝热闪蒸过程计算
闪蒸（ Flash Vaporization）
闪蒸过程实质是一种连续单级蒸馏：液体进料流过阀门等装置，由于压力的突然降低而引起急剧蒸发，产生部分汽化，形成互成平衡的汽液两相，（也可以通过汽相部分冷凝或液相的部分汽化产生平衡的两相）。
在混合物的T-X相图上，闪蒸的状态位于混合物的泡点线和露点线之间。
通过闪蒸过程可以使易挥发组分在汽相中的浓度提高、难挥发组分在液相中的浓度相应提高，从而达到分离提浓的目的。
除非混合物的相对挥发度很大，闪蒸过程获得的分离程度不高，因此，在工业生产实践中，闪蒸通常是作为进一步分离的辅助操作。
f ( (k) ) f ' ( (k) )

化工过程模拟与分析(第二章化工过程系统数学模拟方法)

联立方程法基本问题
1、针对稀疏方程的解法； 2、初始值确定； 3、方程解法的选择。
三、联立模块法（Simultaneous modular approach）
研究背景联立方程法的缺点：
1、方程求解和出错诊断困难 2、先前开发的模块被浪费原理将严格单元模型线性化产生只包含流股输入、输出信息的近似线性模型，将之联立形成过程系统的线性模型并求解。
模型
总流量及物流性质的计算与加合器相同
FOUT j j FOUT
若给定j物流占总流的分率
FOUTj fOUTj,k /X OUTj,k 给定k出口物流的组份流量
反应器的化学计量模型及其线性化
流程模拟软件提供的反应器模型：
1. 化学计量模型转化率和一个或多个反应程度；
2. 多相化学平衡反应器每个反应偏离平衡的程度；
zi 1 Ki f 0 i 1 1 K i 1
c
V F
气相分率
求解出气相分率之后，则可获得其他所有状态变量
确定F, z, PF, TF, P, T值
给出气液相组成x和y的估计值
计算 Ki=Ki ( x, y, P, T ) 以x, y的计算值作为新的估计值
平衡闪蒸的不同类型
闪蒸类型 Ⅰ Q，P 设计变量 T，V 状态变量
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Q，T
Q，V V，T
P，V
P，T P，Q
Ⅴ
Ⅵ 各类
V，P
P，T
T，Q
V，Q
F，PF，TF，zi（i=1，2…，c-1）xi，yi，zc，L，HF，HL，HV， Ki（i=1，2,…，c-1）
模型的求解
对于情况V，若相平衡系数Ki已知，则可将物料平衡、相平衡和组分约束方程组转化为一个非线性方程

lesson 5第二章闪蒸计算

简化计算步骤，方程变形： E方程代入M方程，消去yi ,将L=F-V带入，并设V/F=ψ，则有：
xi
结合S方程有：
zi Ki zi ； yi 1 Ki 1 1 Ki 1
（1）
zi Ki zi =1.0 ； 1.0 1 Ki 1 1 Ki 1

T T dG T dT （5）热量恒算求ψ时的迭代公式：
k 1 K
G T VHV LH L FH F 或 G T HV 1 H L H F G T
K k
K
G HV 1 H L H F 直接迭代法
c V 2 y B B p ln i j ij j 1 RT
3
2.5 闪蒸计算
求解方程组 1、M-物料恒算： Fzi =Lxi + V yi 2、E-相平衡方程： yi =Ki xi 3、S-归一方程： ∑xi =1 ；∑yi =1 4、H-热量恒算： FHF + Q = VHV + LHL 简称MEHS方程组其中 Ki =K(xi ,yi ,p,T) HF =HF (zi ,pF ,TF) HV =HV (yi ,p ,T) HL =HL (xi ,p ,T)
（2）
8
2.5.1等温闪蒸计算
M-eq. Fzi =Lxi + V yi E-eq. yi =Ki xi S-eq. ∑xi =1 ；∑yi =1 MEHS方程组的求解 H-eq. FHF + Q = VHV + LHL
假定一ψ值，就可用（1）式求出xi 、yi ，用（2）式作判别，但当组分数大于3时，收敛不佳，因此将（2）变化为通用的闪蒸方程式： K 1 z

闪蒸过程的计算

第三节闪蒸过程的计算2.3 等温闪蒸和部分冷凝过程流程示意图：闪蒸过程的计算方程（MESH ） ⑴物料衡算----M 方程： C 个⑵相平衡--------E 方程： C 个⑶摩尔分率加和式---S 方程： 2个⑷热量平衡式-------H 方程： 1个变量数：3C+8个 (F, F T ,F P ,T,P,V ,L,Q,i i i x y z ,,)方程总数：2C+3个需规定变量数：C+5个其中进料变量数：C+3个（F, F T ,F P ,i z ）根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：11=∑=Ci ix11=∑=Ci iy,...C,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=Ci x K y i i i ,...2,1 ==LV F LH VH Q FH +=+表2-4闪蒸计算类型2.3.1 等温闪蒸规定：p 、T计算：Q, V , L,i i x y ,一、汽液平衡常数与组成无关 ()P T f K i ,=已知闪蒸温度和压力，i K 值容易确定，所以联立求解上述（2C+3）个方程比较简单。

具体步骤如下： 1. 输出变量求解将E---方程：代入M —方程：消去i y ，得到：将L=F-V 代入上式：汽化率代入（2-66）式，得到：Ci VK V F Fz x iii ,...2,1 =+-=(2-66))1(1-+=i ii K z x ψ（2-67） Ci x K y i i i ,...2,1 ==,...C ,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=C i x VK Lx Fz i i i i ,...2,1 =+=FV /=ψ将（2-67）和（2-68）式代入S---方程，得到：两式相减，得：0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ--------------------------闪蒸方程0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ （2-71）)1(1-+=i ii K z x ψ i i i x K y = F=V+L L V F LH VH Q FH +=+通过闪蒸方程（2-71）求出汽化率ψ后，由（2-67）和（2-68）式可分别求出i i y x 和，进而由总物料衡算式（2-64）可求出V 和L,由热量衡算式（2-65）可求出Q汽化率ψ的迭代：设ψ初值，计算:)(ψf可采用Newton-Raphson 法迭代ψ：（2-68）)1(1-+==i ii i i i K z K x K y ψ1)1(11=-+∑=Ci i iK z ψ（2-69）（2-70）1)1(11=-+∑=Ci i ii K z K ψ0)1(1)1()(1=-+-=∑=Ci i ii K z K f ψψ（2-71）2. Q 的计算L V F LH VH Q FH +=+Q-----吸热为正，移热为负H-----混合物的摩尔焓对于理想混合：3. 判断闪蒸过程是否可行的方法方法一：已知T 、P对i Z 进行泡点计算：∑==-=Ci i i B Z K T f 101)( 试差泡点B T对i Z 进行露点计算：∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-=Ci i i D K Z T f 101)( 试差露点D T 判断：若D B T T T 闪蒸问题成立方法二：对i Z 在T 、P 下进行露点计算：对i Z 在T 、P 下进行泡点计算：—i Ci P T Li iL Ci P T Vi iV H Hx H Hy H ∑∑====1),(1),(纯组分摩尔焓判断：若同时成立，闪蒸问题有解闪蒸过程计算框图：开始打印 BD BT T T T --=ψ输入T,P,F,Z ()()∑-+-=)1(11i i i k k Z f ψψ计算计算泡点B T []打印，结束−→−<YF εψ)(计算露点D T []22)1(1)1()('-+-∑-=i i i k k Z f ψψ)(')(1ψψψψf f k k -=+汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算对i i y x ,,ψ分层迭代：开始给定F,Z,P,T估计初值x,y ψ计算()i i i i y x P T k K ,,,=),(p T F k i =打印过冷液体−→−>YB T T 过热蒸汽−→−<YD T T 由（2-67），（2-68）计算x,y 归一化i i y x ,比较：估计和归一化值比较：k k ψψ和)1(+如果不直接迭代，重新估计x,y 值由Rachford-Rice 方程迭代()1+k ψ思考题1、相平衡关系可用几种方法来表达。

基于模糊控制的闪蒸罐PID控制器设计与仿真

基于模糊控制的闪蒸罐PID控制器设计与仿真
张曼玉;贺高红;李新华;高成
【期刊名称】《化工自动化及仪表》
【年(卷),期】2024(51)1
【摘要】PID控制器依照经验进行整定的方式需要花费大量时间和精力,而工业被控对象大都存在随时间变化、非线性等特性,PID控制的效果并不理想。

以闪蒸罐压力控制为研究对象设计FUZZY-PID控制器。

仿真结果表明:在PID调节后有超调情况下,FUZZY-PID控制器调节时间缩短约341.80 s,超调量减小约4.62%;在PID调节后无超调情况下,FUZZY-PID控制器调节时间缩短约395.60 s。

抗干扰实验结果表明:在加入白噪声后,FUZZY-PID控制器与PID控制器控制效果差距不甚明显,都比较稳定,在同一时刻加入脉冲扰动后,FUZZY-PID控制器所需调节时间较PID控制器缩短约70.70 s,调节时间更短,更加稳定。

说明相较于传统PID控制器,FUZZY-PID控制器调节时间更短、超调量更小、更加稳定。

【总页数】8页(P48-55)
【作者】张曼玉;贺高红;李新华;高成
【作者单位】沈阳工业大学化工过程自动化学院;大连理工大学盘锦产业技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于FCA-CMAC模糊神经网络的PID控制器设计与仿真
2.基于模糊PID的球平衡机器人控制器设计与仿真
3.基于模糊PID控制的ARUAV姿态角控制器的设计与仿真
4.基于模糊控制理论的一种PID参数自整定控制器的设计与仿真
5.基于模糊PID控制的船闸闸门同步控制器设计与仿真
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

数值分析在化工闪蒸问题中的应用

c
￥ xi =1
i =1
c
￥ yi =1
i =1
2、等温闪蒸问题的类型
2.1 汽液平衡常数与组成无关
理想溶液，Ki = Ki(T,P)
相平衡关系满
由于 L= F—V i=1,2,……c
yi = Ki xi
(i=1,2,……c)
Y =V F
（5）（6）
（7）
将（1）代入（7）整理得
xi
=1
+Y
zi
达到规定分离或闪蒸温度所需要的热量。
汽液平衡关系为：
Ki= Ki（T, P, x ,y）
yi =Kxi i=1,2,……c
（4）
V, y , H iV
蒸汽进料
F， z i
T , P ,H F FF
Q 分凝器
闪蒸罐图2
L, x , H iL

如果认为式（1）所表示的 c 个方程是独立的，还必须增加两个总和方程
④计算 x、y 值
x1
=1
+Y
z1 (K1
-
1)
=1+0.73158008.67 ￥
(1.76
-
1)
=0.3856
y1
=1
K1z1 +Y(K1
-
1)
=1 +0.73115.87068￥ 70￥.6(1.76
-
1)
=0.67866
由类似计算得： x2=0.31296 x3=0.30143
⑤求 V，L
y2=0.2269 y3=0.094439
离，得到难挥发组分较多的液体。在两种情况下，如果设备设计合理，则离开闪蒸罐的汽
液两相处于平衡状态。

旋流喷嘴内超临界流体闪蒸过程的数值模拟

旋流喷嘴内超临界流体闪蒸过程的数值模拟冯留海;王江云;赵凡;孙中卫;王娟;毛羽【摘要】旋流喷嘴内超临界流体中沥青溶质的体积分数分布对颗粒成形有重要影响.根据减压相变传质传热理论开发了闪蒸相变模型,采用自定义函数(UDF)的方式植入到CFD软件Fluent中.将闪蒸相变模型耦合多相流混合模型用于研究旋流喷嘴内超临界流体的闪蒸相变过程,分析旋流喷嘴内压力、速度、温度和各相浓度分布,以预测旋流喷嘴对颗粒成形的影响.结果表明,旋流喷嘴内三相介质分层流动,从而实现戊烷溶剂与沥青溶质的预分离,有利于形成粒径较小且密实的沥青颗粒.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】7页(P741-747)【关键词】旋流喷嘴;数值模拟;闪蒸相变;非平衡热力学【作者】冯留海;王江云;赵凡;孙中卫;王娟;毛羽【作者单位】中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;北京低碳清洁能源研究所,北京102209;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;兰州兰石能源装备工程研究院有限公司,甘肃兰州730314;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;新奥科技发展有限公司,河北廊坊065001;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE65超临界流体溶剂脱沥青技术是重质油梯级分离工艺中的重要组成部分。

利用超临界戊烷溶剂可以选择性去除渣油中的沥青质、稠环化合物和重金属等杂质，分离得到加工性能较好的脱沥青油和高软化点的脱油沥青[1-2]。

戊烷-沥青超临界流体从喷嘴内闪蒸喷出，并快速膨胀造粒[3]，在喷雾造粒塔内实现重组分造粒与分离。

闪蒸相变喷嘴是决定造粒质量的核心部件。

研究超临界沥青造粒中喷嘴内戊烷的闪蒸相变及流动过程，对优化喷嘴结构、改进工艺流程具有十分重要的意义[4-5]。