秒速赛车开奖:化工过程分析与合成第7章换

2018-10-17 22:45| 发布者: | 查看: |

  对于一个含有换热物流的工艺流程,将其中的换热物流提取出来,组成了换热网络系统 其中被加热的物流称为冷物流,被冷却的物流称为热物流。 7.1 7.1 换热的目的不仅是为了使物流温度满足工艺要求,而且也是为了回收过程余热,减 少公用工程消耗。 基于这种思想进行的换热网络设计称为换热网络合成。 换热网络合成的任务,是确定换热物流的合理匹配方式,从而以最小的消耗代价, 获得最大的能量利用效益。 换热网络的消耗代价来自三个方面:换热单元(设备)数,传热面积,公用工程消耗, 换热网络合成追求的目标,是使这三方面的 消耗都为最小值。 实际进行换热网络设计时,需要在某方面做出牺牲,以获得一个折衷的方案。 7.2 7.2 一组需要冷却热物流H和一组需要加热的冷 物流C,每条物流的热容流率FCp,热物流 从初始温度T ,冷物流从初始温度T 通过确定物流间的匹配关系,使所有的物流均达到它们的目标温度,同时使装置成 本、公用工程(外部加热和冷却介质)消 耗成本最少。 7.2.1 换热网络合成问题的描述 7.2.2 7.2.2 换热网络合成的研究 换热网络合成的研究 在温焓图上进行过程物流的热复合,找到了换热网络的能量最优解,即最小公用消耗; 意义在于从理论上导出了换热网络的两个理想状态,从而为换热网络设计指明了方向 Linnhoff和Flower的工作合成能量最优的换热网络。 从热力学的角度出发,划分温度区间和进行热平 衡计算,这样可通过简单的代数运算就能找到能 量最优解(即最小公用工程消耗),这就是著名 的温度区间法(简称TI法) 对能量最优解进行调优。 夹点概念以及夹点设计法的建立 Linnhoff在温度区间法的基础上提出了夹点的概 念,最后发展为一套夹点设计法。该方法具有很 强的实用性并已被过程设计所采用。 人工智能方法的建立7.3 7.3 7.3.17.3.1 第一定律分析 第一定律分析 Q——物流与外界交换的能量; FCp——热容流率; T——初始或目标温度。 第一定律可计算物流温度变化时,从外界吸收 或释放的能量。 物流号类型 FCp,KW/ 3.060 180 2.0180 40 280 2.630 105 -195 4.0150 40 440 165 计算得到:由外界(公用工程系统)提供165kW 的热量 第一定律计算算法没有考虑一个事实,即:只有热物流温度超过冷物流时,才能把热量由热 物流传到冷物流,即没有考虑温度推动力。 因此所开发的任何换热网络既要满足第一定律,还要满足第二定律。 7.3.2 7.3.2 温度区间 温度区间 根据工程设计中传热速率要求,设置冷、热物 流之间允许的的最小温差T min 将热物流的起始温度与目标温度减去最小允许 温差T min ,然后与冷物流的起始、目标温度一 起按从大到小排序,分别用T 示,从而生成n个温度区间。能量集成分析中,同时考虑第一、第二定 律的最简单的方法,就是划分温度区间。 物流号 类型 FCp,KW/ 3.060 180 2.0180 40 280 2.630 105 -195 4.0150 40 440 165 假设T min 为10 热物流温度:170,30;140,30。冷物流温度:60,180;30,105。 温度区间:-105-60-30 冷、热物流按各自的始温、终温落入相应的温 度区间(注意,热物流的始温、终温应减去最小 允许温差T min 落入各温度区间的物流已考虑了温度推动力,所以在每个温度区间内都可以把热量从热物流传 给冷物流,即热量传递满足第二定律。 温度区间具有以下特性: 可以把热量从高温区间内的任何一股热物流传给低温区间内的任何一股冷物流。 热量不能从低温区间的热物流向高温区间的冷物流传递。 FCpFCp 7.3.37.3.3 最小公用工程消耗 最小公用工程消耗 一、问题表 问题表可以计算换热网络所需最小公用工程消耗量。 问题表计算步骤如下: n+1,将原问题划 分为n个温度区间。 物流号 类型 FCp,KW/ 3.060 180 2.0180 40 280 2.630 105 -195 4.0150 40 440 165 假设T min 为10 热物流温度:170,30;140,30。秒速赛车开奖:化工过程分析与合成第7章换热网络合成1冷物流温度:60,180;30,105。 温度区间:-105-60-30 物流号 类型 FCp,KW/ 3.060 180 2.0180 40 280 2.630 105 -195 4.0150 40 440 165 最大允许热流。

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