AutoCAD图解法求精馏塔理论塔板数

AutoCAD图解法求精馏塔理论塔板数第29卷第3期西华师范大学学报(自然科学版) 2008年9月 V01．29No：3 JournalofChinaWestNormalUniversity(NaturalSciences) Sep．2008 文章编每：1673-5072(2008)03-．0288-03 AutoCAD图解法求精馏塔理论塔板数。刘爱科k2，陈亚军2 (1．西华师范大学应用化学研究所，四川南充637002；2．’西华师范大学计算机学院，1墨IIII南充637002) 摘要：讨论了雕AutoCAD图解法求精馏塔理论塔板数...

第29卷第3期西华师范大学学报(自然科学版) 2008年9月 V01．29No：3 JournalofChinaWestNormalUniversity(NaturalSciences) Sep．2008 文章编每：1673-5072(2008)03-．0288-03 AutoCAD 图解法求精馏塔理论塔板数。刘爱科k2，陈亚军2 (1．西华师范大学应用化学研究所，四川南充637002；2．’西华师范大学计算机学院，1墨IIII南充637002) 摘要：讨论了雕AutoCAD图解法求精馏塔理论塔板数，并绘出了VisualLisp程序．对话框的弓l入，使操作更容易，用户输入相美数据后，立即获得图解结果．经实例验证。该法计算精度按近逐板计算法．关键词：AutoCAD；VisualLisp稷序；精馏塔；壤论塔扳数审糯分类号：零瓣ll 文簸标误码：B 0 弓l 言经典的精馏塔理论塔板数求法有逐板计算法、图解法两种Ⅲ．逐板计算法计算蓬大，通常需要编写程序拟和气液相平衡曲线，难度较大；而利用图板、铅笔的传统作图法，很难满足工程设计的精度要求，而且可熏现性差．随着AutoCAD应照予化上铡墨的酱及，本文讨论了剽是AutoCAD图鳃法求精馏塔理论塔板数的方法，并给出了VisualLisp程序。 1 原理与步骤 1．1 有关方程方程(1)为气液相平衡方稷，由多组气液平衡点数据拟和而成．对非理想物系，很难用简单的函数来液达气液平衡关系．AutoCAD图髂法求解过程中，基于塔顶全冷凝假设可得第一层塔板上升的蒸气组成y。与塔顶鬻滚滚缓成＆攘露。将罗；代入方程(1)萄寒簿第一瑟塔板上下降滚{本缓成菇；。将善，代入(2)式(精缓段操作线方程)求得第二层塔板上升的蒸气缀成y：．依次类推向下计算，直到第n鼷板上液相组成小于等于进料板液相组成为止，即毛≤互，．第rt块板即为最佳进料板．跨过进料板，操作关系改为(3)式(提馏段操作线方程)。壤提缓段第一层塔板上液楣组成与精馏段第r／,屡塔板的渡摆组藏相等得：搿’，=茗。。与糖馏段计算方法类议，壶方程(3)、方程(1)依次向下计算，直到茗’。≤菇。为止．所以，完成分离强务，精绪塔所需理论塔板数为n+m一1(含塔釜)⋯．． y=只并)．霆 l yt+t2j帮·+两聋t‘ 几∥0黉≥音’．一寿砖}君。·了一+1一窜。。‘+占·碍。。，一g。。『^_g。。王+6·碍。，，一g。，，^。。 (1) (2) (3) ，，。再r一再可’ t辞， 1．2 AutoCAD图解法步骤雷先利用两点法，依次绘制精缓段操作线、进辩热状况参考线、提缓毅操接线。邈子AutoCAD绘图的穗确性，爵直接取点(蔗。，舅。)傲为提馏段操作线的下端点，然后运餍样条曲线叛稚气液平衡点得气液平衡隐线‘"，出于AutoCAD内置了非均匀有理B样条算法口1，可以避免编写拟和函数．最后自精馏段操作线上端点收攥嚣麓：2008—04—20 僚鬻篱介：刘爱科(1980一)，勇，潮南常德入，嚣华师范大学纯学化工学院麓教，硬±研究焦，主要获事他工仿囊教学奄研究工作．万方数据第29卷第3期刘爱科，等：AutoCAD图解法求精馏塔理论塔板数 289 开始绘制梯级(如图2所示)，代替交替使用平衡线与操作线方程的求解过程，由于AutoCAD的图元由计算产生，所以图解过程即是逐板计算过程，所以该过程能达到逐板计算法相同的精度．梯级的绘制首先在精馏段操作线与平衡线之间进行，当梯级跨过两操作线的交点时，改在平衡线与提馏段操作线间绘梯级，直到某板的液相组成石：<石．为止．梯级总数即为所求理论塔板数，跨过两操作线交点的塔板即为最佳进料板⋯． 2 VisualLisp程序上文给出了AutoCAD图解法的原理与求解步骤．基于以上原理与步骤，利用VisualLisp语言开发了求解程序与DCL对话框．程序主要代码如下 (defunCADTJF() (vl—load—corn) (setvar”osmode”0) (command”erase””all”””) (command”rectangle”<00)<11)) (ZuoBiao)；；函数ZuoBiao完成参考坐标纸的绘制 (setqdcl—id(10ad—dialog”E：／Paper／CAD． DCL”)) (if(drXHG—xw) (setqdrZdrYl (command”line”(1istdrX0)(1istdrX1)””) (setqdrY(cadr(JiaoDiandrLinel(entlast)))) (command”erase”(entlast)””) (command”line”(1istdrXdrZ)(1istdrXdrY) ””) (setqdrZdrX) (command”line”(1ist0drY)(1ist1 drY)”’) (setqdrX(car(JiaoDianBalanceLine(entla— st)))) (command”erase”(entlast)””) (command”line”(1istdrZdrY)(1istdrXdrY) ””) (setqdrNumber(+1drNumber)) (command”text”(1ist(一drX0．02)(+drY 0．02))0．020drNumber) (if(and(<=drX(carpp6))(=key1)) (setqdrLine!drLine2key0) ))) ；；；函数JiaoDian用于求两曲线的交点 (defunJiaoDian() ；；为篇幅所限，此部分读者可自行补充) 例1 连续精馏分离含苯0．44(摩尔分数，下同)的苯一甲苯二元混合液，要求塔顶馏出液含苯0．934，塔釜残留液含苯0．0235。巳知进料为泡点液体，相对挥发度为2．46，回流比为2．125．求全塔理论塔板数和加料板位置⋯．苯一甲苯在一标准大气压下的气液平衡数据见图l(为与逐板计算法进行精度比较，该数据万方数据 290 西华师范大学学报(自然科学版) 2008筇由苯一荦苯翡气滚平衡方程y=f玎‰计算获褥)。将完整的程序以”l即”为后缀保存在D盘根目录下，在AutoCAD命令窗口输入命令：(10ad“d：／簟． Isp”)，弹出对话概(见图I)，输入数据后确定，立即获得图解结果(见图2)．全塔共需12块理论塔板，进料板位爨为塞塔顶肉下第5块理论板，该结暴与逐板计算法一致。图I应搦程序对话摆 Fig．1Applicationproceduredialogbox． 4 程序说明及结果讨论牛髟 3：[步夕么少。／ 5／y／。6∥．／镪／一彤’ ／／∥ ／ t／7／秒’／ l，萁∥ 渺“ 图2例1图解缕鬃弱啦Resdtofexampledbygraphicsolution (1)该程序提供了数据对话框，使操俸变得更容易。该对话框使用基于AutoCAD的对话框控铡语言 DCL编写．程序运用AutoCAD内置的非均匀有理B样条算法拟和这些平衡数据点而绘制出的气液平衡曲线¨’，避免了编写拟和函数，拟和精度高．在此基础上进行梯级图解，精度能接近逐板计算法． (2)基予嚣瑾与步骤霹手王绘蚕完成求解p’。手趸绘蚕过程嗲运震AutoCAD辕劲功熊，如：“歪交”、 “自动捕捉”、“极轴追踪”能使绘图更快捷、准确．而运用程序自动求解过程中，因图形几何关系由计算所得，辅助功能不仅无益，反而会干扰自动绘图，程序中添加了相关语句关闭辅助功能． (3)圈2上携级与平衡线妁交点代表务理论板上气滚粳平衡数据。与逐板计箨法结果¨1院较，气液平衡数据误差随理论塔板数增大有变大的趋势．误差最大处在第12块理论板，该误差仅为(0．0025，0．0027)．该误差由曲线拟和过程产生，并随参与拟和的气液平衡数据的增多而减小．可见，该法大大提高了手工图解法的准确度．例1为理想物系的实例．通过实例验证，该法对逐板计算法无法处理灼非理想物系亦适用． 5 结论经典的精馏塔理论塔板数求法有逐板计算法和图解法，在实际应用中这两种方法都有较大的缺陷．本文讨论了剽翔AutoCAD志置算法生成乎衡鳇线求精馁塔理论塔籁数戆方法，该方法避免了缡譬菌数援翻程序，原理简单、拟和精度高，从而保证了图解法计算结果的准确性，既适用于理想物系也适用予非理想物系．本程序提供了自动图解过程，方便快捷．但对初级用户，亦可利用AutoCAD的辅助绘图功能手工完成图解过程。 AutoCAD图勰法不仅计算精度接近逐板计算法，焉盛该法概念清晰，结果直观，特别适合予教学。诧终，基于AutoCAD的图解法同样适用于精馏塔最小回流比的求解． (下转第294页) 8 6 毒己 0 0 0 0 万方数据 294 西华师范大学学报(自然科学版) 2008年 StudiesofPhysicsandChemistryPropertiesofPigments inOrangeJuice LIXiao—yan，BAOZheng—rong，WANGDan (CollegeofChemistryandChemicalEngineering，ChinaWestNormalUniversity，Nanehong637002，China) Abstract：Throughaseriesofexperiments，wehavedoneapreliminaryexplorationfortheorangejuicepigmentof physicalandchemicalproperties，studiedtheeffectofmetalions，oxidizingandreducingandreducingagent，com- monlyusedfoodadditives，acid-baseandlightonpigment．Theresult8showthat：metalparticles，the．10wconcentra- tionOxidantsandreductorshavelittleimpactonthepigmentanddifferentfoodadditiveshavedifferentpigmentsor enrichConsumerscolor；pigmentislight·sensitive，andwhilelightincreases，itsstabilityweakens． Keywords：orangejuice；pigment；physicsandchemisryproperties． (上接第290页) 参考文献：【1] 武汉大学．化学工程基础[M]．北京：高等教育出版社，2002．198—202． [2]丁曙光，陈运．AutoCAD在精馏塔设计中的应用[J]．化工设计通讯，2005，31(4)：38． (3]唐嘉平．AutoCAD2002实用教程[M]．清华大学出版社，2003．176． [4]时景荣，罗传义．用Excel图解法求精馏塔理论塔板数[J]．计算机与应用化学，2005，22(7)：561． GraphicSolutiontoRectificationColumnTheoreticalPla NumbersbyUsingAutoCAD LIUAi．kel”，CHENYa-jun2 (1．InstituteofAppliedChemistry，ChinaWestNormalUniversity，Nanchong637002，China； 2．CoUegeofComputerScience，ChinaWestNormalUniversity，Nanchong637000，China) Abstract：ThispaperhasintroducedanAutoCAD-basedgraphicsolutiontothetheoreticalplatenumbenofarecti- ficationcolumnandaVisualLispprogram．Adialogboxisofferedtoeasetheoperation．Afterenteringinputcor- relativedate，thedisplaywouldbegivenforgraphics．Livingexampleshasverifieditsaccuracyclosetoplatecal- culationandthissolutionhashigherpracticalvalue．+ Keywords：AutoCAD，VisualLispprogram，rectificationcolumn，theoreticalplatenumbers 万方数据

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