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.     

牛顿插值算法在精馏塔理论塔板数计算中的应用研究(英文)

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理论塔板数的计算方法,该方法简单、直观,但计算精度相对较差,本文采用牛顿插值计算方法结合图解法计算精馏塔的理论塔板数,既保留图解法的直观效果,又可以直接进行计算.采用面向对象的设计方法.在VC++环境中开发了相应的软件,并对乙醛-苯、苯-甲苯、水-乙酸等二元体系进行验证.     

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。     

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。     

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。     

基于Mathematica的二元连续精馏塔理论板层数新计算方法

本文提出用数学软件Mathematica计算连续二元精馏塔理论板层数的新方法。该法编程简单,函数关系式与一般数学公式的形式极为接近,计算过程快捷,结果精确。既得到理论板的层数,又得到各理论板上气液组成的准确数据,绘制有关函数图形非常方便。利用此方法,讨论塔顶、塔釜、进料组成x_D、x_W、x_F、进料热状况q值、回流比R、相对挥发度α等因素对连续二元精馏塔理论板层数和加料板位置的影响,用图示的方法分析其原因,从而得出规律,免去复杂、繁琐、耗时的手工计算,成为教师授课和工程技术人员得心应手计算的工具,又可提高学生利用计算机解决精馏塔理论板层数的能力。     

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。     

乙烯基降冰片烯减压精馏系统的模拟与优化

汽相采用Virial方程,液相采用Wilson方程汽液平衡模型,对乙烯基降冰片烯（VNB）合成液减压精馏系统建立了复杂精馏塔的数学模型,采用严格的三对角矩阵法编制了适用于非理想完全互溶体系精馏塔模拟计算程序,经过模拟与优化计算,得到了达到分离要求（塔顶VNB含量≥99％）精馏塔最佳回流比、最适宜进料板序数、最佳全塔理论塔板数等的操作参数,模拟计算结果与实验结果相吻合,证明该模拟系统准确可靠,从而为乙烯基降冰片烯（VNB）合成液减压精馏系统工程设计提供了依据。     

乙酸乙酯-乙腈萃取精馏的模拟优化

应用化工模拟软件Aspen Plus对乙酸乙酪-乙腈最低共沸物系的连续萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过绘制拟二元汽液平衡相图,筛选出合适的萃取剂为二甲基亚砜(DMsO)。确定了双塔连续萃取精馏的工艺流程,并利用灵敏度分析考察了萃取精馏塔的全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂对原料的体积比)等因素对分离效果的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为33,原料和萃取剂分别在第26块和第5块理论板进料,回流比为1.5,溶剂比为3。模拟与优化结果为乙酸乙酯.乙腈萃取精馏分离过程的设计和操作提供了依据。     

萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的模拟与优化

利用化工流程模拟软件,选用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,对萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸物的过程进行模拟研究。考察不同溶剂对乙醇一甲苯相对挥发度的影响,筛选出适宜的溶剂为正丙苯。对溶剂和原料的进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料温度对萃取精馏效果的影响进行了模拟分析。在保证产品乙醇、甲苯质量分数均在0.998以上的条件下,萃取精馏塔模拟优化结果为:全塔总理论板数35块,溶剂进料位置第16块塔板、原料进料位置第32块塔板、溶剂比1.2、回流比1.6、溶剂进料温度为常温。模拟结果可用于指导实际过程分析和设计。     

用Excel对精馏塔灵敏板位置确定的数值分析

本文通过实例介绍了用Excel准确确定精馏塔灵敏板的计算过程。对文献中所介绍的求取精馏塔灵敏板位置的方法进行了详尽的数值分析后,对其不合理性提出了改进措施。数值分析的结果表明:精馏塔灵敏板并不靠近进料板,而是处于精馏段的中上部,且回流比愈小,灵敏板位置愈靠近塔顶。     

间歇精馏常规设计和优化设计的模型及算法

建立了板式间歇精馏塔在恒馏出液组成操作状况下常规设计及优化设计的数学模型。常规设计模型用数值方法编程求解，对二元理想及非理想溶液均适用。优化设计模型以间歇精馏系统年效益最大为优化目标，用菲波那契法求解单变量优化问题，用复合形法求解多变量优化问题。模型同时考虑对整个间歇精馏系统(包括塔主体、塔顶冷凝器及塔底再沸器)进行优化，更符合工程实际情况。求解模型可得到间歇精馏过程最优的一系列设计和操作参数(如理论板数，塔径，操作回流比，塔釜蒸发量，釜残液组成，冷凝器传热面积及冷却水出口温度，再沸器传热面积及加热蒸汽温度等)。算例表明，对恒馏出液组成间歇精馏单变量及多变量优化设计比常规设计分别提高年效益2．6％和18．9％。     

基于修正变分法开孔板和加强板结构的自由振动分析

为研究船舶开孔板和加强板结构的振动特性,用1阶剪切变形板理论描述各向同性板的位移场,并采用修正变分原理和区域分解方法建立板的离散动力学模型.每一块子域板的位移和转角分量通过第一类切比雪夫正交多项式展开.针对加强板模型,将该方法获得的结果与已经发表的文献和有限元商用软件计算结果进行对比,验证该方法的收敛性和正确性.基于修正变分法探讨多种开孔和加强板模型的自由振动特性,充分说明该数理模型和半解析方法是一种适合处理复杂板结构问题的数值工具.     

基于MATLAB的系统仿真教学软件的设计

该文介绍了利用MATLAB 强大的计算、仿真功能,通过MATLAB的标准图形界面工具,根据系统仿真教学、学习的顺序,按照循序渐进的教学步骤, 该软件分别介绍了矩阵的创建、运算方法,图形图像处理方法及编程,系统仿真中各种教学模型的转换方法,连续系统,离散系统的仿真方法及在Simulink下的仿真实现.使学生在学习过程中对系统仿真有一个清晰、直观的认识,方便了教学与学生学习,简化了教学过程,提高了学习效率,起到了教学与实践相结合的原则.     

氯乙烯精馏控制模式的分析及实践

在对氯乙烯精馏这个复杂生产过程工艺及控制的分析基础上,提出了低沸塔回流、低塔釜加热、中间过料、高塔回流、高塔釜加热、成品冷凝等回路的控制模型。并介绍了用开放的DCS进行的组态、调试过程。因其图形化组态工具的直观、灵活、功能强,使复杂的控制问题简单化,且控制对工况变化的适应性强。经生产实际运行表明,产品质量、生产能力均超过预期值。     

Efficient linear transverse normal stress analysis of layered composite plates

Based on the first order shear deformation theory (FSDT) a method is developed for calculating the transverse normal stress (in thickness direction) in layered composite plate structures. Two steps are necessary. First, the transverse shear stress calculation, and second, relying on the results of the first step, the transverse normal stress evaluation.In the first step strain derivatives are substituted with transverse shear forces which in turn are obtained from the corresponding material law. This leads to a derivative-free process which is numerically more accurate than a pure equilibrium approach. As a second step the transverse normal stress is equilibrated to the derivatives of the transverse shear stresses with respect to the in-plane coordinates. As compared to the standard equilibrium approach, the proposed procedure reduces the order of differentiation by one. Thus, only quadratic shape functions are necessary for evaluating the required derivatives on the element level.Numerical examples for symmetric cross-ply and antisymmetric angle-ply laminates show that the exact three-dimensional elasticity solution is very closely approximated. This holds for thin as well as rather thick plates with a slenderness ratio down to five. In contrast to many recently established methods, either higher order lamination theories or layerwise theories, the approach is easily applicable to finite elements, since only C⁰-continuity is necessary and the numerical effort is low.