《千与千寻_》影片赏析_镜头_声画效果_蒙太奇.ppt

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1、第10章工艺流程模拟作者：王丁丁孙兰义目录10.1带循环的工艺流程10.2工艺流程模拟化工流程中的循环回路大多数化工流程模拟都存在循环回路，存在两种循环：组分循环（循环质量和能量）热量循环（仅仅循环能量）10.1带循环的工艺流程模拟独立循环回路(IndependentLoop)嵌套循环回路(NestedLoop)交叉循环回路(InterconnectedLoop)10.1带循环的工艺流程模拟循环回路的种类10.1带循环的工艺流程模拟化工流程模拟的计算方法序贯模块法联立方程法联立模块法10.1带循环的工艺流程模拟在大多数过程模拟软件中(包括ASPEN、PRO/II)，某一

2、时间只计算(模拟)一个单元(采用序贯模块法)，单元和物流计算的先后次序称为计算顺序。如果流程中存在循环物流，则需在包含循环物流的流程段，迭代计算直至流程计算收敛。计算的顺序是自动按照模拟流程的信息流的顺序进行计算的，而信息流取决于化工过程的规定。通常，过程原料物流的变量是指定的。主流程处理顺序从原料物流(Feedstreams)到产物物流(Productstreams)的流程顺序，称为主流程处理顺序(MainFlowProcessingSequence)。计算顺序必须包括所有的流程单元计算顺序无须和主流程顺序相同，给定不同物流的初始假设值可选择不同的计算顺序，有时候可加

3、速计算的收敛速度10.1带循环的工艺流程模拟RecycleStreamGuessedCalculationSequenceR1U1，(U2，U3，U4，U5)，U6S3U1，(U3，U4，U5，U2)，U6S4U1，(U4，U5，U2，U3)，U6S6U1，(U5，U2，U3，U4)，U6主流程处理顺序10.1带循环的工艺流程模拟撕裂流撕裂流是AspenPlus给出其初始估值的一股物流，并且该估值在迭代过程中逐次更新，直到连续的两个估值在规定的容差范围内为止撕裂流与循环物流是相关的，但又与循环物流不一样要确定由AspenPlus选择的撕裂流，可在ControlPanel

4、（控制面板）中的“FlowsheetAnalysis（流程分析）”页面查看用户确定的撕裂流可在Convergence/Tear页面进行规定为撕裂流提供估计值可以促进或者加快流程收敛（极力推荐，否则缺省值为零）如果输入了“回路”中的某个物流的信息，AspenPlus会自动设法把该物流选为撕裂流10.1带循环的工艺流程模拟撕裂流举例10.1带循环的工艺流程模拟哪个是循环物流？10.1带循环的工艺流程模拟哪个可能是撕裂流？哪个是最好的撕裂流选择？S7S6S7和S6S2和S4S3S3（只需要一个撕裂流，而其它选择都是两个）撕裂流举例撕裂流与计算顺序的关系在默认状态下，Aspen

5、总是取撕裂流数为最小时的计算顺序最小切断物流数时的计算顺序并不一定是最佳的计算顺序10.1带循环的工艺流程模拟10.1带循环的工艺流程模拟循环工艺流程10.1带循环的工艺流程模拟循环回路流程模拟的解决方法1.为循环物流提供合适的初始值2.选择合适的单元计算顺序在默认状态下，ASPEN总是取切断物流数为最小时的计算顺序；最小切断物流数时的计算顺序并不一定是最佳的计算顺序。3.增大迭代次数4.选择合适的加速收敛方法直接迭代法（Direct）韦格斯坦法（Wegstein）10.1带循环的工艺流程模拟4.选择合适的加速收敛方法直接迭代法的收敛速度较慢，特别是当迭代矩阵的最大特征

6、值接近1时；韦格斯坦法具有计算简单、所需存储量少等优点，在化工过程模拟中应用广泛；布洛伊顿拟牛顿法对迭代变量进行修正时，考虑了变量间的交互作用，特别适用于求解变量间存在较强交互作用的情况，并且在接近收敛值时，仍然具有很高的收敛速度；牛顿法收敛速度快，但计算量大。布洛伊顿拟牛顿法（Broyden）牛顿法（Newton）循环回路流程模拟的解决方法10.1带循环的工艺流程模拟增大迭代次数选择收敛方法10.1带循环的工艺流程模拟用户自定义撕裂物流用户自定义收敛次序可以规定全部的计算顺序和局部的顺序10.1带循环的工艺流程模拟例题以环己烷作共沸剂，通过共沸精馏分离乙醇和水，流程图

7、如图10-1所示。进料（FEED1）中乙醇和水的摩尔流率分别为10kmol/hr和225kmol/hr，进料（FEED2）为纯的环己烷，摩尔流率为0.005kmol/hr。进料均为饱和液体，操作压力为0.1MPa，塔和分相器的压降可忽略。精馏塔（DIST1和DIST2）选用Sep2模块，分相器（DECANT）选用Sep模块，只做物料衡算，表10-1给出了各个模块的操作参数。试计算精馏塔（DIST2）塔底物流中乙醇的纯度。10.1带循环的工艺流程模拟组分塔进料中各组分进入塔底物流的分率DECANT进料中各组分进入物流ORG的分率DIST1D