ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прикладное математическое обеспечение системы из "Основы построения операционных систем в химической технологии" Прикладное математическое обеспечение системы. Прикладное обеспечение составляют методы для определения свойств компонентов и методы для расчета условий фазового равновесия бинарных и многокомпонентных смесей. [c.99] Физико-химические свойства компонентов. В литературе часто отсутствуют экспериментальные данные по свойствам компонентов, а использование ИПС в качестве подсистемы в АСП предполагает наличие всех необходимых для проектирования свойств. В связи с этим возникает потребность выбора расчетных методик для каждого свойства компонента. [c.99] Каждый компонент в системе характеризуется 26 свойствами. Из них десять свойств представлены константами, десять — как функции температуры и шесть — резерв для свойств, необходимость в которых может возникнуть в процессе эксплуатации системы. [c.99] К свойствам, представляемым константами, относятся молекулярный вес нормальная температура кипения критические температуры, давление, плотность и коэффициент сжимаемости фактор ацентричности коэффициент Риделя минимальная энергия притяжения между молекулами межмолекулярное расстояние. [c.99] К свойствам, представляемым зависимостями от температуры, относятся давление пара чистого компонента (упругость пара) плотность жидкой и паровой фаз теплоемкость жидкой и паровой фаз вязкость жидкой и паровой фаз коэффициенты теплопроводности жидкости, теплопроводности пара поверхностное натяжение теплота парообразования. [c.99] Для каждого свойства первого типа хранятся значение, точность его определения и литературный источник, для свойств второго типа — коэффициенты аппроксимирующей зависимости, точность исходных данных, границы температурного интервала и давление, для которых справедлива аппроксимация, и литературный источник. [c.100] Для реализации в ИПС были выбраны методы, удовлетворяющие следующим требованиям пригодность для реализации на ЭВМ применимость для возможно большего количества типов веществ достаточная точность возможность построения последовательного алгоритма расчета всех свойств. [c.100] С целью выбора формул было проверено 42 метода расчета свойств компонентов на 120 различных органических веществах шести классов предельные углеводороды, непредельные углеводороды, спирты, кетоны, ароматические соединения и галогеносодержащие соединения. Было установлено, что многие методы не могут быть использованы в системе из-за неудобства машинной реализации. В табл. 2.1 приведены формулы для расчета соответствующих свойств и результаты их проверки [34]. [c.100] Для таких свойств, как молекулярный вес, нормальная температура кипения, теплоемкость жидкой и паровой фаз и вязкость жидкой фазы, удовлетворительных методов не выбрано. Поэтому для обеспечения последовательного алгоритма расчета всех свойств или любого отсутствующего из них в исходной информации необходимы данные об этих свойствах. [c.100] Степень полинома подбирается автоматически исходя из заданной точности аппроксимации. [c.100] Парожидкостное равновесие. Как уже отмечалось, включение расчета фазового равновесия в ИПС обеспечивает ее специализацию и позволяет использовать при анализе и проектировании процессов разделения. [c.100] Условием фазового равновесия является равенство фугитивностей фаз по каждому из компонентов, т. е. [c.100] Это соотношение практически неприемлемо для расчетов, если отсутствуют способы определения фугитивностей через экспериментальные значения составов фаз, температуры и давления. При умеренных давлениях часто предполагается, что паровая фаза подчиняется законам идеальных газов. Тогда фугитивность отдельных компонентов согласно закону Дальтона равна парциальному давлению. Если же к жидкой фазе применимы законы идеальных растворов, тогда в соответствии с законом Рауля фугитивность жидкой фазы пропорциональна концентрации компонента, причем коэффициентом пропорциональности является давление пара чистого компонента при заданных температуре и давлении. [c.104] Если для определения соотношения между составом и коэффициентами активности используется уравнение (2-5) (для изотермических условий), то необходимо, чтобы коэффициенты активности вычислялись при одном и том же давлении [35]. Но так как экспериментальные данные для изотермических условий относятся к различным давлениям, то коэффициенты активности должны пересчитываться к стандартным условиям. [c.104] Циёнты летучести й давление пара чистых компонентой как функции температуры. Соотношения для расчета стандартной фугитивности, коэффициентов летучести приведены в монографии [35]. Все эти характеристики вычисляются на основании экспериментальных данных. [c.105] Последовательность этапов по обработке данных парожидкостного равновесия приведена на рис. 2.2. Рассмотрим задачи, которые решаются на каждом из этапов. [c.105] В — вторые вириальные коэффициенты, см /моль VI — объем -го компонента, см /моль Р° — давление пара -го компонента, атм. [c.106] Отклонение величины С в отдельных экспериментальных точках от постоянного значения является свидетельством некорректности этих точек. [c.107] Здесь F (x), F (P), F (T) — погрешности в определении состава, давления и температуры соответственно. [c.108] Вернуться к основной статье