c++在精馏塔的理论板计算中的应用

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1、第3卷第9期中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE6772008年9月C++在精馏塔的理论板计算中的应用姜凯华，孟献梁（中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008）摘要：采用逐板计算法，利用自编的C＋＋程序进行了精馏塔理论板计算。实例证明，该方法生成的exe可执行文件小，运行结果准确、快捷。关键词：化学工程；理论板；逐板计算法；精馏塔；C++中图分类号：TQ015.9文献标识码：A文章编号：1673－7180(2008)09－0677－4ApplicationofC++intheoreticalplatecalculationofDistillati

2、onTowerJIANGKaiHua,MENGXianliang(SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,ChinaUniversityofMining&Technology,Xuzhou,Jiangsu221008)Abstract:Usingstep-by-stepcalculationmethod,thetheoreticalplateofdistillationtoweriscomputedwithC++programdesignedbyauthorsthemself.Examplesshowthattheexee

3、xecutablefilegeneratedbythismethodissmallandtheresultisaccurateandquicklycompleted.Keywords:chemicalengineering；theoreticalplate；step-by-stepcalculationmethod；distillationtower；C++及到试差、迭代等复杂问题，采用手工计算耗费设0引言计者大量的时间，只能解决小规模问题。C++语言计精馏是根据物质挥发性差异对一个多组分溶液算功能强大，执行效率高，特别是当程序中含有大进行的多级分离过程，是化工生

4、产中基本的分离方量循环语句（例如迭代计算）时更加便捷高效。因法之一，也是化工原理课程教学中的重点内容之一。此，本文探讨利用C++中的循环计算方法来解决理一般地，精馏过程涉及到设计和操作两类计算，化论板的计算，避免设计者手工计算的繁琐，做到事工原理课程中重点介绍前者。精馏过程的设计计算半功倍。可描述为：在给定进料状况、产品要求和一定的操1精馏塔理论板的计算原理作条件的前提下，计算分离所需的理论板数。目前，这一问题主要采用逐板计算法和图解法来解决。因精馏塔分为精馏段和提留段，两者被进料板上图解形式准确性较差；因此逐板计算法是目前采用下分开，逐板计算法交替使用操作线方程

5、(1)或(2)和的主要方法。但由于逐板计算法比较复杂，往往涉汽液平衡方程(3)，每使用一次汽液平衡方程就是一基金项目：中国矿业大学青年科研基金(OH060097)作者简介：姜凯华(1987－)，男，本科在读通信联系人：孟献梁，讲师，kevin-meng@163.com第3卷第9期678C++在精馏塔的理论板计算中的应用2008年9月块理论板，先利用精馏段的操作线方程从镏出液的组成开始向下计算，依次算出每块理论板的液相组成，同时将xn与xq比较，当xn小于xq时改用提留段的操作线方程，此处即为进料板的位置，直至计算到xn小于xw为止。此时所用精馏段和提留段操作线方程

6、的次数即为理论板数。精馏段的操作线方程：RxD(1)yx=+nn+1RR++11提留段的操作线方程：LqF+Wx′′=−w(2)yxmm+1L+−qFWL+−qFW汽液平衡方程：αxy=(3)1(++αax1)式中：F——原料液的摩尔流量；R——回流比；Q——进料热状况参数；L——精馏段中下降液体的摩尔流量；W——塔底产品的摩尔流量；xD——塔顶产品的摩尔分率；xw——塔底产品的摩尔分率；yn+1——精馏段第n+1层板上升蒸汽中易挥发组分的摩尔分率；xn——精馏段第n层板下降液体中易挥发组分的摩尔分率；y′m+1——提留段第m+1层板上升蒸汽中易挥发图1设计程序计

7、算流程组分的摩尔分率；Fig.1Calculatedrocessofprogramx′m——提留段第m层板上升蒸汽中易挥发组分的摩尔分率。根据此思路设计的程序如下：2程序设计#includeusingnamespacestd;根据逐板计算时的思路画出设计程序计算流程floatR,F,q,a,l,xd,xw,xq,xf,D,W,yn=0,xn=0;图1。floatx(floaty){floatx=y/(a-(a-1)*y);returnx;}第3卷第9期中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE6792008年9月floatyn1(fl

8、oatxn