11. Tarelkali kolonnalardagi ko‘p komponentli uzluksiz rektifikatsiya jarayonini kompyuterli modellashtirish, hisoblash va algoritmlashtirish
Rektifikatsiya – o‘zaro to‘la yoki qisman erigan suyuqlik aralashmalarini teskari oqim bo‘yicha harakatlanuvchi suyuqlik bug‘lari o‘rtasida issiqlik massasining almashish yo‘li bilan ajratish jarayoni bo‘lib, natijada yengil uchuvchi komponentlar yuqoriga (deflegmatorga) ko‘tariladi, og‘ir uchuvchi komponentlar esa pastga (kollonna kubiga) tushadi.
Rektifikatsiya qurilmasi kub, N tarelkadan iborat kolonna va deflegmatordan tashkil topadi.
Rektifikatsiya kolonnasining matematik
modeli balans munosabatlari, bug‘ - suyuqlik muvozanati, massa uzatish kinetikasi va oqimlarning gidrodinamikasini hisobga olishi kerak.
Modellarning asosini kolonnaning material va issiqlik balanslari tashkil etadi. Bug‘ - suyuqlik muvozanati, massa uzatish kinematikasi va oqimlar gidrodinamikasi o‘zida mustaqil murakkab masalalarni namoyon qiladi.
Fazaviy muvozanat, kinetika va gidrodinamikani hisoblashning turli usullaridan foydalanish balans munosabatlaridagi alohida koeffitsiyentlar yoki bog‘liqliklarni o‘zgarishiga olib keladi, biroq yechimning umumiy algoritmini o‘zgartirmaydi.
Belgilash:
tarelkalar yuqoridan pastga tomon raqamlanadi;
1-tarelka
kondensator yoki deflegmator;
N -tarelka kubning qaynatgichi
Asosiy qo‘yimlar:
-kolonnada faqat ikki fazalar – suyuqlik va bug‘ bor;
-oraliq tarelkali oqimlarda,
kub va kondensatordan tashqari,
qo‘shimcha tanlab olishlar amalga oshirilmaydi;
-tarelkalar orasidagi sohada fazalar o‘rtasida kontakt yo‘q;
-tarelkalar orasidan suyuqlikni olib ketib bo‘lmaydi;
-kolonnaning tarelkalarga faqat massa uzatish jarayoni oqib keladi.
Kolonnaning tarelkalarga faqat massa uzatish jarayoni oqib keladi.
; nj N i x ij ,... 1; ,... 1.
12. Uzluksiz rektifikatsiya kolonnalarining modellarini qurish bosqichlari
1. Suyuqlik – bug‘ fazaviy muvozanati.
Binar tizimida suyuqlik – bug‘ muvozanati ma’lumotlarining tasvirlanishi.
Masala: bitta tajriba nuqtasi – suyuqlikdagi komponent ulushi
(x) va umumiy bosim
(P) da
muvozanat shartlarini aniqlash.
Berilgan: x, P
Aniqlanadi:
y, T - muvozanat shartlarida.
Umumiy hollarda ushbu model binar (
n = 2) tizimlar uchun emas, ko‘p komponentli tizimlar uchun tuziladi va o‘zida: jarayonning MT, axborot matritsasi va yechish algoritmining blok - sxemasini mujassamlashtiradi.
Natijada 3
n + 1 tenglamalar tizimi olinadi
va aniqlovchilar sifatida
quyidagilarni tanlaymiz:
– bug‘ fazasining molli ulushi;
– individual moddalar to‘yingan bug‘larining bosimi;
– aralashma komponentlarining faollik koeffitsiyentlari;
T – harorat.
Qolgan o‘zgaruvchilar va konstantalar berilgan bo‘lishi kerak.
Matematik tavsif tenglamalari tizimining axborot matritsasi
Hisoblash algoritmining blok-sxemasi
13.Harakatlanuvchi oqimlar gidrodinamikasi e’tiborga olinadigan tarelkadagi ko‘p komponentli massa uzatish
Asosiy qo‘yimlar:
-statsionar rejim;
-suyuqlik oqimining harakati
ideal aralashish modeli bilan, bug‘niki esa ideal o‘rin almashish modeli bilan keltirilishi mumkin;
-tarelkada faqat ko‘p komponentli massa uzatish yuz beradi;
-massa uzatish koeffitsiyentlari matritsasining samarali kesishishlarini e’tiborga olmasa ham bo‘ladi;
-tarelkadagi suyuqlik (
L) va bug‘ (
V) oqimlari – doimiy.
14.Tarelkadagi massa uzatish jarayonining matematik tavsifi.
Suyuqlik fazalar uchun tenglamalar:
