1 ChemCAD Stopnie swobody

2 Oznaczenia c – ilość składników i – numer składnikas – ilość strumieni j – numer strumienia p – ilość faz a – numer fazy

3 Strumienie

4 Równania opisujące strumień

5 Całkowita liczba równań: n = np(2nc+3)+2nc

6 Zmienne w równaniach strumieni

7 Ilość zmiennych np+1 npnc + nc npnc np ncm=2 + 2np +2 npnc + np+3nc= np (2nc+3) +3nc +2

8 Liczba stopni swobody strumienis = m – n = np(2nc+3) +3nc +2 - np(2nc+3)-2nc s = nc+2 Typowe parametry: Fi, T, P lub: zi, F, T, P przy czym i=nc-1 bo zi=1 Podając te parametry nie można już podać udziału faz czy entalpii

9 Stopnie swobody operacji jednostkowychChemCAD Stopnie swobody operacji jednostkowych

10 Każda operacja jednostkowa ma charakterystyczną liczbę stopni swobodyWpisując dane aparatu należy podać właściwą ilość parametrów Zbyt mała ilość uniemożliwia obliczenia ze względu na brak danych Zbyt duża, ze względu na przesztywnienie układu

11 Mieszalnik strumieni

12 Mieszalnik strumieni s=m-n=2nsnc+4ns-(nsnc+nc+2ns+2)s=nsnc+2ns-nc-2=ns(nc+2)-nc-2 s=ns(nc+2)- (nc+2)

13 Mieszalnik strumieni Stopnie swobody strumieni Stopnie swobody aparatuKoniecznym jest zdefiniowanie ns-1 strumieni wchodzących/wychodzących z aparatu Mogą to być: Wszystkie strumienie wchodzące Strumień wychodzący i ns-2 strumieni wchodzących (Autocalc)

14 Autocalc Umożliwia dokonanie obliczeń wstecz (iteracja)Dane są parametry wyjściowe z aparatu Brak części danych wlotowych Tryb autocalc pozwala wyznaczyć brakujące dane wlotowe Zmiana trybu obliczeń: menu/run/convergence-Calculations sequence

15 Rozdzielacz strumieniParametr: stosunek strumieni Ilość niezależnych parametrów aj: ns-2 bo: lub

16 Rozdzielacz strumieniDla str. od 2 do ns-1 Dla str. ns

17 Rozdzielacz strumieniLiczba stopni swobody: nc+2 parametry zdefiniowane są strumieniem wlotowym ns-2 parametry należy podać – zwykle to stosunki natężeń przepływu aj

18 Rozdzielacz strumieniO 1 stopień więcej!!

19 Rozdzielacz strumieni

20 Rozdzielacz ciecz-paraZasilanie Rozdzielacz ciecz-para

21 Rozdzielacz ciecz-paraZasilanie Rozdzielacz ciecz-para Liczba stopni swobody Wszystkie stopnie swobody na określenie strumienia wlotowego Nie ma możliwości swobodnego zdefiniowania żadnego parametru

22 Rozdzielacz ciecz-para

23 Rozdzielacz składników (CSEP)Odpowiada procesom: Rektyfikacji Absorpcji Ekstrakcji Parametr charakterystyczny aparatu: stosunki natężeń przepływu składników – rozdział (split)

24 Rozdzielacz składników (CSEP)

25 Rozdzielacz składników (CSEP)Liczba stopni swobody: Oprócz strumienia wejściowego trzeba zdefiniować nc parametrów – zwykle ułamki rozdziału ChemCAD dopuszcza określenie T i P strumieni wylotowych (nadmiar parametrów). Określany jest stan strumieni ale bez obliczenia bilansu cieplnego. Jest to dopuszczalne, bo w dalszej kolejności rozdzielacz zastępowany jest przez model konkretnego aparatu.

26 Rozdzielacz składnikówStosunki rozdziału można odnieść do górnego lub dolnego strumienia

27 Rozdzielacz składników

28 Zawór

29 Zawór Liczba stopni swobody:Oprócz strumienia wlotowego można zdefiniować jeden z parametrów: Spadek ciśnienia Ciśnienie wylotowe Temperaturę punktu rosy Temperaturę wrzenia W p. 3 i 4 w najpierw obliczane jest ciśnienie odniesienia