分段抛物插值算法在精馏塔设计中的应用研究

在精馏塔设计中,计算理论塔板数的方法有图解法、逐板计算法和简捷法等,其中图解法因快捷直观而常被使用。图解法用于精馏塔设计,通常与MATLAB、AspenPlus、CAD、Excel等软件结合使用。在其设计过程中,先根据较有限的气液平衡数据和方程绘制相应的曲线,这样可能会造成一定的误差且曲线的光滑度也较差,从而导致精馏塔理论塔板数的计算精度不高。为提高其精度,本文采用数值分析方法——分段抛物插值法对二元理想体系的气液平衡曲线进行模拟,并结合MATLAB软件和图解法对精馏段操作线、q线和提馏段操作线进行数值计算和绘制曲线以计算精馏塔理论塔板数,从而完成精馏塔的设计。文中选用苯-甲苯物系作为应用实例,计算得出其q点坐标为(0.3626,0.5495),该物系的理论塔板数N为13.3739块(包括再沸器),其中第6.3589块板为加料板。     

拉格朗日插值算法在图解法精馏塔设计中的应用

图解法计算精馏塔理论塔板数是精馏塔设计中常用的一种方法,有简单、直观的特点,但精度相对较差,为提高图解法计算理论塔板数的精度,本文研究二元理想体系的图解法精馏塔设计,采用拉格朗日插值算法拟合汽液平衡曲线,通过在VC++环境中建立相关的类,再计算液相中的组分得到与之平衡的气相巾的组分,拟合出汽液平衡曲线,同时分析相应点的误差,并通过软件设计实现q线、精馏段操作线、提馏段操作线的数值计算和曲线的绘制,从而完成了理论塔板数计算,为精馏塔设计提供了较好的数值计算方法,提高了图解法计算理论塔板数的精度.     

用VB逐板法计算精馏塔理论塔板数

VB(Visual Basic)是高级程序设计语言,其程序流程控制结构中的循环结构适合逐板计算法中类似迭代原理的计算,再加上集成开发环境中丰富的界面设计功能可以提供优良的用户界面,因此,是采用逐板法求解精馏塔理论塔板数行之有效的实现工具。全文介绍了用VB逐板法计算针对于二元物系精馏塔理论塔板数的过程,给出了相应的VB程序代码,并指出在Visual Basic编辑器中生成独立的可执行文件(exe),用户只需在该文件中输入相关参数,即刻就能显示出全部的计算结果。该操作方法简单实用,便于掌握,应用广泛。通过对理想与非理想二元物系的实例进行操作验证,并由MATLAB图解法比对校验,所得结果准确无误。     

Excel中填充柄在化工计算中的应用

介绍了Excel中填充柄的特点，并对其在板式精馏塔各块塔板上的汽-液平衡组成与理论板数、串联全混流反应器的反应体积和多级萃取的理论级数应用中给出了详细的操作步骤和计算实例。利用填充柄可方便地自动计算一些需图解法或逐板计算法求解的化工问题，且该方法操作简便、快速、准确，可大大提高计算效率。     

应用Maple软件计算精馏理论板数

分析了双组分理想物系与多组分物系的精馏理论板数求算的3种方法,即逐板计算法、McCabe-Thiele图解法以及捷算法。以这2类物系的理论板数计算为实例,分别在这3种求算方法中应用Maple计算程序后发现,Mqple软件完全能满足精馏塔理论板数的求算要求。该软件既能使工程技术人员克服手工计算繁琐、工作量大、无法反复试算等缺点,又能有效地提高计算精度与准确性,对计算、设计精馏塔有较大的帮助。     

递推公式计算精馏塔的理论塔板数

阐述递推公式的推导过程,介绍如何和Excel函数及公式计算精馏塔理论塔板数的气-液相组成,使多媒体教学中的化工计算过程实现了图形化、可视化及自动化.其Excel逐板计算和Excel图解计算方法易于掌握,对于处理类似的化工计算有一定的参考作用.     

基于塔板组成线的反应精馏图解设计

图解设计法,可以相对较少的已知数据快速、直观地获得反应精馏塔的结构和操作参数。本文在转换组成变量的基础上,系统地推导了反应精馏塔板组成线方程及设计可行性判据,提出了基于塔板组成线进行反应精馏图解设计的策略,并对理想反应体系进行了实例设计计算。研究结果表明：利用塔板组成线进行反应精馏设计可同时获得多组可行设计方案,比现有精馏线和剩余曲线设计方法更为有效,并有利于设计的优化和经济效益评价。     

一种新型节能回收N,N-二甲基甲酰胺的过程研究

提出了从废水中回收N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的萃取-精馏法节能新工艺,利用Aspen Plus软件对该回收过程进行了模拟计算,详细分析了各个因素对分离效果的影响,并进行能耗比较。结果表明,采用萃取-精馏分离工艺,以氯仿为萃取剂能够很好地实现DMF与水的分离,较佳的操作条件为:萃取塔理论塔板数22,溶剂比2.84,精馏塔理论塔板数18,进料位置7,回流比0.08,精馏塔塔釜DMF含量可达99.98%。与单塔精馏法、双塔精馏法、传统三塔精馏法和节能型三塔精馏法相比,节约能耗分别为78.6%、56.4%、28.8%年和30.1%,节能效果显著,为回收废水中DMF提供理论和设计依据。     

苯与丙烯烷基化的加压反应与常压精馏集成过程模拟研究

针对苯与丙烯烷基化生产异丙苯先反应后分离的传统工艺中苯烯比高、能耗大的问题,本文提出了加压反应与常压精馏集成新工艺,采用Aspen Plus对该过程进行稳态模拟。在苯与丙烯摩尔比为1的进料情况下,研究了侧反应器台数、侧反应器间间隔塔板数、丙烯分配比例、提馏段塔板数和再沸比等参数对此反应精馏过程的影响规律。在侧反应器3台、反应器间隔塔板数2块、丙烯分配比(0.84/0.14/0.02)、提馏段塔板数5块、再沸比为8时,苯转化率达到99%,异丙苯选择性达到98%。与传统工艺相比,加压反应与常压精馏集成新工艺的反应器总体积减小34.4%,精馏塔再沸器热负荷减少63.8%,节能效果显著。     

计算精馏塔理论塔板数新方法的开发

MathCAD是专门用于科学运算的应用软件,为采用逐板法计算精馏塔理论塔板数,提供了强有力的计算工具。作者根据长期积累的实践经验,开发出使用MathCAD2001完成逐板法计算的行之有效的方法。该方法使用简单,易于掌握,应用范围广,便于改变操作参数进行比较计算,并且能够可视化输出精馏计算中的各种曲线。     

催化精馏隔壁塔合成乙酸乙酯的模拟研究

提出应用催化精馏隔壁塔合成乙酸乙酯的新工艺流程,以催化精馏隔壁塔替代常规催化精馏塔及乙酸乙酯塔.利用Aspen Plus模拟软件,模拟催化精馏隔壁塔及常规工艺流程,比较分析2种工艺流程塔内的液相组成分布以及温度分布,并分析液相分配比对催化精馏隔壁塔的影响.证明催化精馏隔壁塔既可节能25.7%,又可降低设备投资费用和操作费用.     

开放式机器人控制器中仿真组件的实现

文章将机器人三维图形仿真模块作为开放式机器人控制器中的一个通用组件来进行研究,分析了其建模和设计过程。为了保证组件的通用性,将连杆作为基本单位来设计机器人对象,并根据串联结构机器人的特点设计了通用的三维造型方法,使其可以适用于大多数串联结构的机器人。同时,为了满足机器人规划和避障的要求,在仿真组件中实现了基于距离计算的碰撞检测,并给出了仿真实验的结果。     

基于设计模式的图形组态系统研究与设计

为了提高图形组态系统的灵活性、可靠性和可扩展性,提出了一种基于设计模式的图形组态系统设计方案。该方案将系统分为表示层、控制层和数据层。通过UML实例,运用多种设计模式对图形组态系统的表示层、控制层和数据层进行了详细设计。最后,采用双缓存技术,解决了图元绘制过程中屏幕闪烁的问题。     

热偶精馏流程的节能设计

以流程中3个基本单元：侧精馏塔、侧气提塔和热偶塔为基础,分析了分离多组分混合物的热偶精馏流程的可行性结构,提出了可以设计任何热力学等效结构的通用简捷设计方法。以五组分醇类混合物的分离为例进行了模拟计算,结果表明用通用简捷设计方法得出的大部分热偶流程比简单塔流程能耗低,更有经济上的优势。     

An efficient approximation of the supercell approach to the calculation of the full phonon spectrum

The supercell approach to first-principles calculations of an alloy's full phonon spectrum is computationally expensive. It is therefore rarely used for calculating temperature dependent free energies of alloy phases or for calculating alloy phase diagrams. Amid the wider acceptance of uncertainty evaluation and the use of more efficient methods for materials design, the supercell approach is revisited and a simpler and more computationally efficient approximation is proposed. The new method is then used to calculate the Cr-Ni temperature dependent thermodynamic properties and phase diagram, resulting in predictions that are in good agreement with previous thermodynamic assessment. The new approach can facilitate accurate and rapid CALPHAD thermodynamic assessments of multi-component systems.     

无功优化软件图形平台集成的研究

在无功优化系统中需要管理母线、交流线、负荷等设备数据 ,需要以文本和图形两种不同方式显示和管理。目前主要的无功优化软件对于文本方式和图形方式是分开管理的 ,给使用带来不变。该文采用面向对象的编程思想 ,针对无功优化系统设备数据的文本和图形处理特点 ,设计了完整的基础类层次结构。在图形平台的研究中 ,阐述了设备图元绘制方法 ,和自动布线的处理 ,引用图层的概念有效管理设备图形 ,最后采用管理树的方式将文本方式和图形方式有效地集成在一起     

VB调用Matlab的COM组件实现二者混合编程

Matlab具有强大的计算和图形处理能力,VB具有良好的用户界面,将二者有机结合,可开发出功能强大的软件。介绍了常见的五种方法。为了使开发的VB程序脱离Matlab环境,详细介绍了一种基于组件对象模型（COM）的Matlab与VB混合编程方法,以COM Builder为转换工具,将Matlab函数文件转换为COM组件,在VB程序中调用这个组件。并通过温室热环境模拟可视化模型的实现说明此方法。