Phương pháp số trong công nghệ hóa học - Chương 1 - Tuần 8

Cơ sở tính toán: Xây dựng phương trình cân bằng chất cho từng nồi và cho hệ thống. Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt (năng lượng) cho từng nồi và cho hệ thống. Kết hợp với một số giả thiết nhằm đơn giản hóa mô hình
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp số trong công nghệ hóa học - Chương 1 - Tuần 8 Tuần 8 PHƯƠNG PHÁP SỐ TRONG CÔNG NGHỆ HÓA  HỌC Mã học phần: CH3454 TS. Nguyễn Đặng Bình Thành BM:Máy & TBCN Hóa chất   Numerical Methods in Chemical Engineering   Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc W1 , C p1 , t HT 1 , I HT 1 W2 , C p 2 , t HT 2 , I HT 2 W3 , C p 3 , t HT 3 , I HT 3 Gđ , C p ,đ , t đ , ađ D, p H , I H G1 , C p ,1 , t s1 , a1 G2 , C p , 2 , t s 2 , a2 W3 ,θ 3 , C p 3 D,θ1 , C p 1 W1 , θ 2 , C p 2 Gc , C p ,c , t s 3 , ac Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Mục đích của việc tính toán hệ thống cô đặc (nhiều nồi liên tiếp –  multi­effect evaporation): ­ Xác định các đại lượng D, W1, W2, W3 để đảm bảo 1) Nâng cao nồng độ dung dịch cần cô đặc từ ađ đến ac 2) Đảm bảo đủ khả năng trao đổi nhiệt từ hơi đốt D và hơi thứ  Wi trong từng thiết bị cô đặc. ­ Dựa vào hai lựa chọn chính: 1) Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt trong các thiết bị là bằng nhau 2) Tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt là nhỏ nhất Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Cơ sở tính toán: ­ Xây dựng phương trình cân bằng chất cho từng nồi và cho hệ  thống ­ Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt (năng lượng) cho từng  nồi và cho hệ thống ­ Kết hợp với một số giả thiết nhằm đơn giản hóa mô hình Hệ phương trình tuyến tính với các ẩn số: D, Wi Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Cân bằng chất: TB1 (n=1) Gđ = G1 + W1  Gđ ađ = G1a1 Gđ ađ a1 = Gđ − W1 Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Cân bằng chất: TB2 (n=2) Gđ = G2 + W1 + W2  Gđ ađ = G2 a2 Gđ ađ a2 = Gđ − W1 − W2 Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Cân bằng chất: TB3 (n=3) Gđ = G3 + W1 + W2 + W3  Gđ ađ = G3 a3 Gđ ađ a2 = Gđ − W1 − W2 − W3 Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Cân bằng nhiệt: TB1 (n=1) Gđ C p ,đ t đ + DI H = G1C p1t s1 + DC p 1θ1 Thông thường dung dịch được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi trước khi đưa  vào cô đặc: Gđ C p ,đ t s1 = G1C p1t s1 + W1C p1t s1 G1C p ,1 = Gđ C p ,đ − W1C p1 D ( I H − C p 1θ1 ) = Gđ C p ,đ (t s1 − t đ ) + W1C p1 (t HT 1 − t s1 ) + Qtt + Qcđ Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Cân bằng nhiệt: TB2 (n=2) W1 ( I HT 1 − C p 2θ 2 ) = G1C p1 (t s 2 − t s1 ) + W2C p 2 (t HT 2 − t s 2 ) TB3 (n=3) W2 ( I HT 2 − C p 3θ 3 ) = G2C p 2 (t s 3 − t s 2 ) + W3C p 3 (t HT 3 − t s 3 ) Chương 1. Các phương pháp giải phương  trình và hệ phương trình 1.3 Ứng dụng Tính toán hệ thống thiết bị cô đặc Kết hợp cân bằng chất và cân bằng nhiệt: D ( I H − C p 1θ1 ) = Gđ C p ,đ (t s1 − t đ ) + W1C p1 (t HT 1 − t s1 ) W1 ( I HT 1 − C p 2θ 2 ) = G1C p1 (t s 2 − t s1 ) + W2C p 2 (t HT 2 − t s 2 ) ...