ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структурные графы и матрицы ректификации, цепи связей и подобласти ректификации из "Многокомпонентная ректификация" Многочисленные результаты исследований показывают, что использование реальных тарелок и других устройств, организующих движение контактирующих потоков, не изменяет качественной картины хода траекторий ректификации в целом по сравнению с картиной, получаемой на основе концепции теоретической ступени. В связи с этим данная концепция может быть вполне обоснованно использована при исследовании общих закономерностей. [c.17] Поскольку ноды жидкость — пар касательны к линиям дистилляции [21] и одновременно являются хордами с-линий, локальные особенности поведения в окрестностях особых точек и топология пучков с-линий и линий дистилляции одинаковы [5]. Вместе с тем с-линии и линии дистилляцттп могут совпадать только на прямолинейных участках. Для удобства дальнейшего изложения примем за направление линий дистилляции и с-линий то направление, в котором увеличивается температура смеси при Р = onst. Каждый пучок характеризуется своими начальной (неустойчивый узел) и конечной (устойчивый узел) точками. Эти узловые точки являются общими для всех линий пучка. Кроме того, каждому пучку (за исключением одномерных пучков) соответствует совокупность седловых особых точек, являющихся предельными для данного пучка, т. е. таких, у которых любая сколь угодно малая окрестность содержит точки, принадлежащие рассматриваемому пучку. [c.17] Под р а 3 м е р н о с т ь ю пучка будем понимать размерность области концентрационного пространства, в которой расположены все его линии, т. е. число независимых координат, определяющих каждую точку этой области. Очевидно, что наивысшая размерность пучков для л-компонентной смеси равна (п—1). В ряде случаев особую точку удобно рассматривать как вырожденный пучок линий нулевой размерности. [c.17] В литературе термин область ректификации обычно непосредственно связывают с возможными составами продуктов при непрерывной ректификации, понимая под областью ректификации часть концентрационного симплекса, которой вместе с точкой питания принадлежит и траектории процесса ректификации при различных режимах, а следовательно, и точки продуктов разделения при конечных флегмовых числах. При этом игнорируется тот факт, что исторически это понятие было введено при рассмотрении условий, близких к режимам при бесконечном флегмовом числе, в связи с чем при условиях, значительно удаленных от режимов бесконечного флегмового числа такое определение области ректификации является приближенным и не охватывает общих качественных закономерностей процесса ректификации в целом. Как будет показано ниже (см. гл. II— V), ограничения процесса ректификации и возможные составы продуктов зависят от режима разделения. Кроме того, даже для одного из них (например, для режима бесконечной флегмы) не всегда можно выделить части концентрационного симплекса, которым вместе с точкой питания принадлежат и траектории процесса. [c.18] в — пучки с-линий / — с-линия // —разделяющая пучков с-линий /// —разделяющая пучков линий дистилляции. [c.19] Следует заметить, что некоторые тонкие особенности укладки с-линий, связанные с деформацией этих линий, их 5-образностью, их касанием сингулярных прямых в особых точках, не охватываются понятием связи особых точек. Однако, как показано в главе П1, эти тонкие особенности, вместе с тем и не оказывают влияния на результаты процесса ректификации в режиме бесконечной разделительной способности. Понятие связи позволяет перейти к понятию структурной матрицы связей [17, 18, 20, 22—26]. [c.20] В качестве примера на рис. 1-а приведен структурный граф ректификации восьмикомпонентной смеси, компонент 1 которой является азеотропообразующим агентом, т. е. образует бинарные азеотропы, обладающие минимумом температуры кипения со всеми остальными компонентами. Устойчивыми узлами являются точки 1 и 8, неустойчивым узлом — азеотроп 12. Концентрационный симплекс содержит две семимерные области ректификации, разделяющим многообразием является неправильный гептатоп, в вершинах которого находятся азеотропные точки. Само разделяющее многообразие представляет собой шестимерную область ректификации. [c.20] Структурная матрица позволяет легко определять локальные характеристики всех особых точек как во всем концентрационном симплексе, так и в его элементах. Неустойчивому узлу соответствует нулевой столбец структурной матрицы, устойчивому узлу — нулевая строка. Порядок и индекс седловых особых точек можно установить, учитывая число входящих и выходящих связей и их принадлежность тому или иному элементу симплекса. [c.21] Для решения всех перечисленных задач достаточно учитывать только главные связи между особыми точками. Действительно, добавление связи между узловыми особыми точками не изменит их локальной характеристики, а также локальных характеристик остальных особых точек. Кроме того, поскольку узлы области ректификации связаны между собой цепями главных связей, добавление дополнительных связей между узлами не изменит списка предельных особых точек области ректификации. [c.22] Одной области ректификации при конечном числе компонентов соответствует конечное множество подобластей ректификации. [c.23] Границы между подобластями одной области ректификации, как правило, пересекаются с-линиями ввиду их 5-образности, т. е. подобласти ректификации не соответствуют частям пучка с-линий. Подобласть ректификации с числом особых точек, равным п, будем называть минимальной, остальные подобласти избыточными. Минимальная подобласть представляет собой неправильный симплекс. [c.23] Вернуться к основной статье