Analysis,Synthesis,and Design of Chemical ProcessesChapter 11評(píng)估系統(tǒng)性能工具

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人之所以偉大，是因?yàn)樗皇悄康?而作為超人的懸索！

---尼采。2/23評(píng)估系統(tǒng)性能工具ToolsforEvaluatingSystemPerformance江666441)jlhmaster@163.com3/23主要內(nèi)容（Contents）

Tool1:GENIExp.11.1KeyRelationships

Tool2:BASECASERATIOSExp.11.2

Tool3:CONTROLLINGRESISTANCES

Tool4:GRAPHICSExp.11.3~4Exp.11.5~74/23SituationEquationsTrendsfrictionallossforfluidflow`heattransferofform

insidedclosedchannelscrossflowoutsidepipeskineticslnkvs1/TislinearTable11.1aTypicalKeyPerformanceRelationships11.1KeyRelationships5/23SituationEquationsTrendsreactormixedflow：plugflow：------separatorusingmassseparatingagentnotnecessarilydescribedbyasingleequationasflowofmass-separating

agent(MSA,質(zhì)量分離載體)↑，orasnumberstagesorheightofpackedtower↑，degreeofseparation↑distillationnotnecessarilydescribedbyasingleequationasrefluxratio↑,degreeofseparation↑Table11.1bTypicalKeyPerformanceRelationships6/232024/7/2411.2ThinkingWithEquations(Tool1)G:GoalE:EquationN:NeedI:InformationGENI?EquationsTrendsAnnotations￠:valueremainsconst..?:valuechangenotknown.7/232024/7/24對(duì)于一個(gè)氣相雙分子基元反應(yīng)：

a.P(↑10%)T(￠)

rA?b.T(↑10%)P(￠)

rA?關(guān)于a:借助理想氣體狀態(tài)方程DIYbE.g.11.18/2311.3BaseCaseRatios(基于案例的對(duì)比，Tool2)2024/7/24recent

OperatingDataPredictions9/23Ratios

設(shè)備尺寸：當(dāng)量長(zhǎng)度；直徑；表面積等

物性參數(shù)：密度，黏度=f（C，T,P）

流體屬性：流速；流量；濃度；溫度；壓力等10/232024/7/24E.g.

11.2

IndustrialScale（↑25%）Deliverenoughheadtoovercome56%additionalfrictionalpressuredrop11/232024/7/2411.4ControllingResistances(控制壓力法，Tool3)lowfilmheattransfercoefficientforgasesNon-foulingNoPhaseChange12/232024/7/24E.g.11.3IndustrialScale-down（↓25%）1.bolingliquid/condensingsteam(對(duì)流給熱系數(shù)遠(yuǎn)大于2)2.liquid/gas3.withoutphasechange（有相變：液體沸騰給熱/蒸汽冷凝給熱）

解析：雖然本例有相變，但是有相變的一側(cè)流體在殼程，阻力集中在無(wú)相變的管程，因此一樣的結(jié)果，不一樣的過(guò)程！對(duì)比間壁兩側(cè)均無(wú)相變的情況，你發(fā)現(xiàn)了what?13/232024/7/24E.g.11.414/232024/7/24

11.5

Graphics(圖示法，Tool4)理論板數(shù)計(jì)算法：逐板計(jì)算法/McCabe-Thiele(M-T,“直角梯級(jí)”圖解法)

穆迪圖

管路特性曲線

傳熱學(xué)里的T-Q圖15/2311.5.1

穆迪圖16/2311.5.2

管路特性曲線Bernoulli'sEquation(Mechanicalenergybalanceforconstantdensity)staticheaddynamicheadpotentialheaddrag,曳力17/23E.g.11.5已知：18/23E.g.11.6Addcond.:Δz=10m19/2311.5.3

換熱器中的T-Q圖Situation120/23Situation2對(duì)于pg,比熱容Cp=f(T)所以當(dāng)單組份無(wú)相變系統(tǒng)存在時(shí)，Q-T是一條曲線；對(duì)于多組分有相變系統(tǒng)，泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度不一樣，這樣的Q-T圖也不是水平的。

關(guān)于Q-T圖的兩點(diǎn)重要說(shuō)明1.溫度線不會(huì)交叉；2.溫度線不應(yīng)該太接近。（兩端溫度差其一趨于0，這個(gè)點(diǎn)就是傳說(shuō)中的“夾點(diǎn)”，此時(shí)要完成傳熱過(guò)程需要無(wú)限大的傳熱面積）（‘夾點(diǎn)技術(shù)’在多流股換熱器網(wǎng)絡(luò)綜合中應(yīng)用較廣泛，這將在本書(shū)19章涉及到）21/23E.g.11.7situationa:用濃縮飽和蒸汽冷凝加熱無(wú)相變單相工藝流體傳熱方式：逆流；situationb:用濃縮飽和蒸汽加熱無(wú)相變單相工藝流體后溫度下降