Цель работы:
• освоение методики компьютерного исследования и оптимизации рабо'ш ректификационной колонны;
• определение основных характеристик работы ректификационной колонны в оптимальном режиме и профиля температур и составов пара и жидкости по высоте колонны;
• анализ зависимостей оптимизируемых параметров (флегмового числа и числа теоретических тарелок) от исходных данных проектирования,
• уяснить алгоритм численного решения математических моделей в форме нелинейных алгебраических уравнений.
Теоретическая часть
Одним из основных характеристик работы ректификационной колонны, влияющих на экономичность ректификационного процесса, являются число тарелок N и флегмовое число Ф, формирующие в значительной степени капитальные и эксплуатационные затраты на реализацию процесса. Важнейшей задачей проектирования ректификационных колонн становится поиск оптимального режима работы аппарата, лежащего в границах между режимами минимального ( ) и полного орошения ( ) Оптимальный режим должен соответствовать условию минимизации критерия оптимальности .
Расчет числа теоретических тарелок в укрепляющей ректификационной колонне, как и в любом ином массообмонном аппарате. предусматривает ступенчатый переход от линии встречных неравновесных потоков (Ув =/(Х) ) к линии равновесных потоков (кривая равновесия Ур -=/(Х) ) с последующим возвратом на линию встречных неравновесных потоков, которая для идеальных растворов близка к прямой линии .
Методика выполнения лабораторной работы
1. По предварительно составленной дома по блок-схеме (рис. 10.4.. 10.5) программе расчета выполнить ее набор на компьютере и отладку программы с устранением ошибок. Исходные данные для выполнения расчетов приведены в заключительной части методических указаний .
2. По разработанной дома программе исследования задачи, в которой обосновывается диапазон варьирования параметров, необходимо выполнить решение по одному из трех дополнительных вариантов (задается преподавателем) анализа работы ректификационной колонны:
а) для базового набора значений У0 и У> определить характер распределения температуры и составов паровой и жидкой фаз по тарелкам колонны для оптимальных значений Фопт и Мопт;
б) выявить тенденцию изменения Фонт и Нош при варьировании составов дистиллята Уд, оценить влияние достигаемого качества дистиллята на капитальные и эксплуатационные затраты на реализацию процесса;
в) выявить тенденцию изменения Фонт и N0111 при варьировании составов сырья У? оценить влияние качества используемого сырья на капитальные и эксплуатационные затраты на реализацию процесса.
3. При выполнении компьютерных расчетов необходимо:
а) записывать в рабочую тетрадь результаты не только итоговых, но и промежуточных расчетов, без которых невозможно выполнить необходимый анализ при оптимизации работы ректификационной колонны;
б) обосновать правильность выполняемых расчетов или фрагментов расчетов любым из методов контроля ( анализ правильности работы алгоритма решения задачи или используемого математического метода се решения, верность используемых справочных данных и т.п.).
| 
