用Excel图解法求精馏塔理论塔板数.pdf

1、第 卷 第 期年 月 日计 算 机 与 众 用 化 母 ,用 图 解 法 求 精 馏 塔 理 论 塔 板 数时 景 荣 , 罗 传 义吉 林 化 工 学 院 , 吉 林 , 吉 林 ,摘 要 介 绍 了 用 图 解 法 求 精 馏 塔 理 论 塔 板 数 , 并 给 出 了 程 序 。 该 方 法 简 便 实 用 。 给 出 的 用 户 界 面 即 为 程 序 的 输人 、 输 出 界 面 , 是 动 态 的 和 智 能 化 的 , 用 户 只 需 输 人 相 关 数 据 , 立 即 显 示 全 部 计 算 数 据 和 图 形 结 果 。 经 过 实 例 验 证 , 准 确 无 误 ,具 有

2、较 强 的 实 用 性 。关 健 词 程 序 电 子 表 格 精 馏 塔 理 论 塔 板 数 二 次 开 发中 圈 分 类 号文 献 标 识 码文 章 编 号 一 一皿 , , ,一 盯, 脚 ,脚, , , ,砰 , , 一引 言精 馏 是 化 工 原 理 中 重 要 的 传 质 单 元 操 作 之 一 ,其 精 馏 塔 理 论 塔 板 数 的 计 算 是 精 馏 设 计 中 的 重 要 内容 , 无 论 是 对 设 计 计 算 还 是 操 作 计 算 均 处 于 十 分 重要 的 地 位 。 在 传 统 的 教 材 中 , 讲 述 理 论 塔 板 数 的 计算 方 法 有 逐 板 计 算

3、法 、 图 解 法 和 捷 算 法 。 其 中 逐 板计 算 法 是 计 算 理 论 塔 板 数 的 基 本 方 法 , 结 果 准 确 、 清晰 , 不 仅 可 以 计 算 出 塔 板 数 和 进 料 板 位 置 , 而 且 可 以得 到 每 一 块 塔 板 上 的 气 液 组 成 , 但 此 法 计 算 过 程 繁琐 , 工 作 量 大 。 用 图 解 法 非 常 直 观 、 简 便 。 而 手 工 图解 法 准 确 性 较 差 , 且 误 差 因 人 而 异 。 用 的 图表 功 能 , 可 以 非 常 方 便 地 解 决 这 一 问 题 。本 文 给 出 用 图 解 法 求 精 馏 塔

4、 理 论 塔 板 数的 通 用 程 序 一 , 程 序 是 用编 制 的 。 该 程 序 具 有 全 自 动 功 能 。 对于 图 解 法 求 精 馏 塔 理 论 塔 板 数 的 不 同 问 题 , 用 户 只需 在 程 序 界 面 运 行 过 一 次 程 序 的 工 作表 中 输 人 物 料 的 一 气 液 平 衡 数 据 、 分 离 要 求塔 顶 、 塔 底 和 进 料 组 成 。 、 , 、 、 进 料 状 态 值和 回 流 比 值 。 立 即 显 示 图 解 法 求 精 馏 塔 理 论 塔板 数 的 结 果 图 表 , 同 时 也 得 到 逐 板 计 算 结 果 。 工作 表 的 所

5、有 计 算 公 式 、 引 用 公 式 的 输 人 输 出 和 图 表的 输 人 输 出 均 不 需 要 有 任 何 改 动 操 作 。 方 法 简 单 、直 观 、 快 速 、 准 确 。 这 一 方 法 对 化 工 原 理 教 学 、 实 际化 工 设 计 和 化 工 生 产 都 有 着 重 要 的 实 际 意 义 。原 理 和 步 骤有 关 方 程气 液 相 平 衡 方 程了由 于 在 计 算 过 程 中 主 要 是 由 气 相 的 组 成 来 计 算相 应 板 上 的 液 相 组 成 , 方 程 应 变 换 为 以 气 相 组成 来 表 达 液 相 组 成 的 方 程 。二 币 犷通

6、常 情 况 下 已 知 一 气 液 平 衡 数 据 , 这 时 , 对于 给 定 的 , 可 用 “ 一 元 三 点 插 值 ” 公 式 来 求 取 的值 。收 稿 日 期 刀 一 修 回 日 期 刀 刀作 者 简 介 时 景 荣 一 , 女 , 副 教 授 、 主 要 从 事 计 算 机 教 学 及 计 算 机 软 件 开 发 方 面 得 研 究 罗 传 义 , 教 授计 葬 机 与 应 用 化 母 ,气、 、下了一 一 反的艺川一一劣其 中 。 、 十 、 和 , 、 , , 、 , 分 别 为 最 靠 近的 三 个 插 值 结 点 和 相 应 的 函 数 值 。用 编 程 得 到 式 的

7、 值 是 非 常 容 易 的 见程 序 函 数 过 程 “ 插 值 ” 。精 馏 段 操 作 线 方 程尸 劣 。甲 二 二 , 一 一 , 义 ,人提 馏 段 操 作 线 方 程一 一 一 些 匕 塑 一 宝一 一一一 丑 , 。 一 , 户 劣 ,叮 线 方 程。 井 气 荡 。 ” 兰 专一 一 一有 关 计 算 及 绘 制 图 表根 据 分 离 要 求 塔 顶 、 塔 底 和 进 料 组 成介 、 进 料 状 态 值 和 回 流 比 值 一 求 出 精 馏 段 操 作 线 在 轴 的 截 距。 、 平 、面 , 编 制 完 成 上 述 计 算 和 绘 图 的 程 序 。 此 法 制成

8、的 应 用 程 序 易 维 护 , 通 用 性 强 , 并 且 把 复 杂 的 手 动操 作 完 全 交 给 程 序 来 完 成 泪 。打 开 一 个 工 作 薄 , 以 “ 图 解 法 求 理 论 塔 板数 ” 为 文 件 名 保 存 。 将 张 工 作 表 分 别 命 名 为 “ 图 ”和 “ 帮 助 ” 。 在 工 作 表 输 人 如 后 面 图 的 粗 体 字 文本 , 然 后 进 人 编 辑 器 插 人 一 个 模 块 , 输人 下 列 程 序命 名 及 公 式名 二名 ” 即 , 冲 瓜 图 方 , , , , 即名 臼 , 口 二 价 图 公 , , , , 口名 ” , , 二

9、 。 ” 名 叮 介 , , 二 图 份 尸名 口 口 , 刃 , 朋 汗 即名 甲 即 , ” 图 书 图 吞 份 份名 “ 甲 开 , 二 图 一 ”名 叩 , 刃 , ,名 即 , 口 二 图 孚 , , , , ”名 、 即 , ” 图 书 , , , , ” 二 。 二 , 二 。 二 二 叮 勺 , ” 二 , , 介 二 才 , ” 才 , 二 , 钾 , ” 二【 二。根 据 点 , 和 劣 。 , 二 。 求 出 精 馏 段 操 作线 式 , 由 点 , 及 值 按 式 求 出 线 的方 程 式 。少 二 “了 二 功 功 。解 由 式 、 组 成 的 二 元 一 次 方 程

10、 组 求出 这 两 条 线 的 交 点 , 。由 点 , , 和 , 了 , 求 出 提 馏 段 操 作线 方 程了 下 。根 据 式 、 、 求 出 表 示 塔 板 数 的 梯级 线 数 据 。 实 际 是 完 成 了 逐 板 计 算 。在 吮 工 作 表 中 完 成 上 述 计 算 , 并 根 据计 算 结 果 , 利 用 的 图 表 功 能 完 成 绘 图 。 人 们熟 知 的 具 有 卓 越 的 图 表 和 数 值 计 算 功 能 。 用绘 制 的 图 表 为 电 子 图 表 , 随 输 人 数 据 变 化 而 变化 。 图 表 曲 线 有 个 系 列 , 分 别 为 一 气 液 平

11、衡线 、 对 角 线 、 精 馏 段 操 作 线 、 提 馏 段 操 作 线 、 线 和 表示 塔 板 的 梯 级 线 。口 尸 , , 尸 , 二 , 二 , 月 二 ,二 二 肠 , 日 ” 冲 , 月 一 一 口二 二 , ,二 二 卯 一 一 甲 二 “ 二 甲 一 叨即 二 一 月 即 二 ”,冲曰二 卫,二 ” 二 , 二 ” 二二 即 ” 汇 二 二二 二 , , 擂 值 , , , 仲二 ” , , , , 。 , , 和 , 刃一 二 , 即 二广尸洲插 值 , ,二 “二 一一 一 仆一 一 二 二 一二 一 一一 二 一二二 几二一 一二擂 值 二程 序 理 论 板 数

12、图以 的 工 作 表 为 应 用 程 序 的 输 入 和 输 出 界” 图 分即 ”, 时 景 荣 等 用 图 解 法 求 精 馏 塔 理 论 塔 板 数, 别 卜 二 ”翻 图 二 , 斌一 圈 州 巧 钾 二二图二 口 即 , 招 即 , ” 巧 即 ,即 , 争 声 ” , 皿 “二 , , ” “ 苗 开 , ” 砂 萝 ” ,弘 巧 , 似 幼 即 , ”二卜 州二 浅 比二 即 罗油图图 。 二“ 二图 。 企时】 二拍 , 。 阮 目 二二二二 脚 分 , , , 。 一 进 料 线 , , , , ” 了 ” ,二二图倪 二加 妞 目 祀山 二二”图 颐 。叮 二倪 。 妞 加

13、肠 二口 设 图 表 选 项 标 题 , ,二 口 图 解 法 求 理 论 板 数 , 图 。 ,图 口 加 二图 ,图 , 人 山 、 二 “ 圈 拟 , ” 。 二图 戈 , 杨 川 二 ” 尹 设 图 表 区 , 区 城 无 边 框 , 白 色 , 无 网 格 。图 】 以 山 二 水图 】 二图 人 笼 目 可 。 图 ,图 双 , 二 , ” 图 ”二 , , ,钧 弘 钾 阮 , ,二二 阮 对扭 目 犯 坛 二二 一” 二 图 ” “ 二 ” 图 即此 万凡, 二脚 二。 应 用 实 例例 用 常 压 操 作 的 连 续 精 馏 塔 分 离 苯 一 甲 苯的 混 合 液 , 气

14、液 平 衡 数 据 见 图 平 衡 线 下 面 的 数 据 ,分 离 要 求 及 有 关 数 据 见 图 的 单 元 格 开 始 的个 数 据 。 用 图 解 法 求 理 论 板 数 及 加 料 板 位 置 。用 本 程 序 在 名 为 “ 图 ” 的 工 作 表 的 有 阴 影 的 区域 输 人 平 衡 数 据 及 其 他 有 关 数 据 见 图 , 首 次 使用 时 即 制 作 用 户 界 面 时 要 运 行 程 序 “ 命 名 及 公式 ” 和 程 序 “ 理 论 板 数 图 ” 以 后 使 用 不 必 运 行 任 何程 序 , 立 即 显 示 结 果 , 见 图 。 塔 板 数 为 ,

15、 进 料 板位 置 在 自 塔 顶 往 下 的 第 层 。一 图 应 用 程 序 界 面 和 例如 果 将 图 所 示 工 作 表 的 有 关 输 人 参 数 一 个或 多 个 或 一 气 液 平 衡 数 据 改 变 后 , 计 算 数 据 和图 表 立 即 变 化 , 如 将 单 元 格 的 值 改 为, 变 化 后 图 表 见 图 。 塔 板 数 为 。例 用 连 续 精 馏 塔 分 离 乙 醇 一 水 的 混 合 液 , 气液 平 衡 数 据 见 图 平 衡 线 下 面 的 数 据 , 分 离 要 求 及有 关 数 据 见 图 的 单 元 格 开 始 的 个 数 据 。 用图 解 法 求

16、 理 论 板 数 及 加 料 板 位 置 。这 是 一 非 理 想 物 系 的 例 子 。 在 有 阴 影 的 区 域 输人 平 衡 数 据 及 其 他 有 关 数 据 见 图 , 立 即 显 示 结果 , 见 图 。 塔 板 数 为 , 进 料 板 位 置 在 自 塔 顶 往 下的 第 层 。计 其 机 与 应 用 化 毋 ,二图 二 时 的 图 表操 作 如 删 除 了 某 些 公 式 或 图 表 , 可 点 击 界 面 的 这两 个 命 令 按 钮 来 恢 复 。 使 应 用 程 序 更 容 易 维 护 。在 梯 级 线 数 据 中 , 单 元 格 , , , , 即 为 对 应 从 塔

17、 顶 算 起 的 每 一 块 理 论 板 上 的逐 板 计 算 结 果 一 数 据 。例 为 非 理 想 物 系 的 实 例 。通 过 数 十 个 实 例 证 明 , 用 “ 一 元 三 点 插 值 ”公 式 来 来 拟 合 一 气 液 平 衡 数 据 是 可 行 的 。 如 果用 多 项 式 拟 合 , 将 产 生 一 定 的 偏 差 , 尤 其 对 非 理 想 物系 , 偏 差 更 大 。 如 用 例 的 原 始 数 据 , 用 阶 多 项 式拟 合 将 在 值 低 时 震 荡 而 失 败 , 用 阶 多 项 式 拟 合也 产 生 很 大 的 偏 差 , 梯 级 线 与 气 液 平 衡 线

18、 产 生 一 定的 偏 离 , 得 塔 板 数 为 , 进 料 板 位 置 在 自 塔 顶 往 下 的第 层 。 显 然 , 这 个 结 果 是 有 偏 差 的 图 略 。 一图 应 用 程 序 界 面 和 例程 序 说 明 及 结 果 讨 论在 制 作 应 用 程 序 界 面 时 运 行 程 序 一次 , 以 后 正 常 使 用 应 用 程 序 时 , 不 必 再 运 行 程序 。 一 劳 永 逸 。本 应 用 程 序 计 算 结 果 及 图 表 均 为 动 态 , 随数 据 改 变 而 变 化 。 如 调 整 有 关 分 离 参 数 或 输 人 新 的一 气 液 平 衡 数 据 , 计 算

19、 数 据 及 图 表 立 即 返 回 新 的结 果 , 可 以 直 观 地 看 出 精 馏 分 离 要 求 。 、 , 、 万 、进 料 状 态 值 和 回 流 比 值 对 理 论 塔 板 数 的 影 响 。这 一 点 在 教 学 或 科 研 中 有 着 重 要 的 实 用 价 值 。本 应 用 程 序 的 技 术 关 键 是 让 应 用 程 序 自 动识 别 一 数 据 列 的 底 部 和 梯 级 线 数 据 列 的 底 部 , 如一 数 据 列 原 来 为 组 , 以 后 输 人 组 、 组 都 可以 , 梯 级 线 数 据 随 塔 板 数 增 多 而 增 多 。 图 表 中 表 示塔 板

20、 数 的 数 据 也 是 自 动 产 生 的 。 这 些 都 不 需 要 对 应用 程 序 有 任 何 改 变 。 这 样 , 使 应 用 程 序 具 有 智 能 化 。这 与 通 常 的 计 算 是 明 显 不 同 的 。拟 合 一 气 液 平 衡 数 据 是 用 的 用 户 自 定义 函 数 “ 插 值 ” 来 完 成 的 。 该 函 数 的 用 法 与 工 作 表函 数 相 同 。在 应 用 程 序 界 面 设 有 “ 恢 复 公 式 ” 和 “ 恢 复图 表 ” 按 钮 作 为 备 用 , 一 旦 用 户 编 辑 工 作 表 出 现 误结 论图 解 法 求 精 馏 塔 理 论 塔 板

21、数 的 电 子 表 格法 , 简 便 实 用 。 经 过 实 例 验 证 , 准 确 无 误 , 具 有 较 强的 实 用 性 。本 程 序 为 一 全 自 动 程 序 , 且 具 有 智 能 化 , 输人 完 有 关 数 据 , 瞬 间 就 自 动 完 成 所 有 计 算 及 绘 图 。本 应 用 程 序 对 理 想 物 系 和 非 理 想 物 系 的 二元 体 系 的 精 馏 均 适 用 , 只 要 有 一 气 液 平 衡 数 据 。就 可 采 用 本 方 法 。 本 文 推 荐 用 “ 一 元 三 点 插 值 ” 公式 来 来 拟 合 一 气 液 平 衡 数 据 。本 应 用 程 序 稍

22、 加 修 改 , 便 可 适 用 于 已 知一 气 液 平 衡 的 数 学 模 型 的 二 元 体 系 精 馏 。明 朋一邵卜 朋 , 一卜 川 , ” 州, , 一心 脚 即 咖 姻卜 , 一附 中 文 参 考 文 狱罗 传 义 , 时 景 荣 试 验 设 计 与 数 据 处 理 长 春 吉 林 人 民 出 版 社 ,一罗 传 义 , 时 景 荣 程 序 设 计 长 春 吉 林 科 学 技 术 出 版 社 ,一罗 传 义 , 时 景 荣 , 戴 传 波 基 于 的 正 交 试 验 方 差 分 析 程 序计 算 机 工 程 , ,陈 敏 恒 化 工 原 理 下 册 北 京 化 学 工 业 出 版 社 ,上 海 计 算 技 术 研 究 所 电 子 计 算 机 算 法 手 册 上 海 教 育 出 版 社 ,一天 津 大 学 化 工 原 理 教 研 室 化 工 原 理 下 册 天 津 天 津 科 学 技术 出 版 社 , 一