ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы расчета колонн многокомпонентной ректификации из "Процессы и аппараты химической технологии Том 2" Наличие математического описания процесса ректификации,, пусть даже с максимальной степенью точности отражающего основные его закономерности, еще не определяет возможности решения общей задачи математического моделирования, под которой понимается исследование процесса в широкой области изменения его режимных параметров. Математические описания процесса многокомпонентной ректификации представляют собой системы нелинейных алгебраических (для тарельчатых колонн) уравнений, аналитическое решение которых в общем виде получить невозможно. Для решения таких систем уравнений обычно используются итерационные методы, в соответствии с которыми решение определяется в виде сходящейся последовательности приближений. Разработка устойчивых итерационных схем решения систем уравнений математического описания и специальных методов обеспечения ускорения сходимости решения являются основными проблемами математического моделирования процессов разделения многокомпонентных смесей. [c.46] К настоящему времени разработано большое число методов расчета процессов разделения многокомпонентных смесей и классификация их является сама по себе уже трудной задачей как вследствие их большого числа, так и вследствие необходимости введения классификации по типу используемого метода решения и по признаку применимости методов к решению задач определенного класса. [c.46] Позднее была предложена классификация методов расчета процессов ректификации на ЭВМ на три основные группы [247]. [c.50] НИЯ систем нелинейных алгебраических уравнений. 2. Методы, в которых на основе исследования конкретной структуры моделируемого объекта удается сократить размерность решаемой совместно системы уравнений. 3. Методы расчета, получаемые в результате разработки некоторых упрощенных алгоритмов, и предназначенные для решения узкого круга задач. [c.51] В рамках такой классификации наиболее перспективным представляется первый подход к решению задачи расчета процесса многокомпонентной ректификации в силу его общности. Основным недостатком такого подхода является необходимость использования для решения задачи ЭВМ с очень большим быстродействием и объемом оперативных запоминающих устройств [130, 247, 244]. Для второй группы методов характерно то обстоятельство, что размерность решаемой системы уравнений удается снизить лишь в случае использования различного рода упрощений (идеальность разделяемой смеси, теоретическая ступень разделения). Если же учитывать, например, неидеальность разделяемой смеси, то размерность задачи возрастает до первоначальной [229, 247]. Методы третьей группы рекомендуется использовать лишь при проведении большого числа однообразных расчетов (например, при использовании их с некоторыми алгоритмами оптимизации). Главные же их недостатки заключаются в том, что для задач даже одного и того же класса слишком велика вероятность получения расходящегося итерационного процесса, например в случае зависимости скорости сходимости от величин режимных параметров [215]. Аналогичные недостатки присущи и ряду других используемых в настоящее время алгоритмов. [c.51] При реализации любого алгоритма расчета процесса ректификации обычно определяются составы всех потоков, т. е. так называемые основные переменные. Остальные переменные, входящие в систему уравнений математического описания, могут быть определены как зависимые (теплоемкости, теплосодержания, равновесные концентрации и т. д.). Все переменные основной группы связаны между собой вполне определенными соотношениями, что приводит к возможности выделения их из числа независимых переменных. Тогда, определяя в результате расчета именно эти переменные, можно по соответствующим соотношениям найти значения остальных переменных. Многие методы расчета составов по ступеням разделения отличаются друг от друга именно выбором систем независимых переменных. [c.53] Для ускорения сходимости процесса решения обычно используется 6-метод коррекции составов [130, 202, 212]. [c.54] Как следует из приведенного обзора, большинство методов обеспечения сходимости предназначено для решения задач определенного класса, связанных с необходимостью учета тех или иных закономерностей процесса ректификации многокомпонентных смесей. Исключением является лишь метод двойной модифицированной 0-коррекции, использование которого позволяет проводить расчеты комплексов колонн произвольной сложности в условиях учета реальных условий паро-жидкостного равновесия в неидеальных смесях, кинетики массопередачи и гидродинамического характера взаимодействия потоков пара и жидкости на ступени разделения [130, 276]. [c.66] Вернуться к основной статье