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资料]闪蒸Post By：2009-8-27 17:35:52平衡蒸馏和简单蒸馏为单级蒸馏操作过程，通常用于混合物中各组分的挥发度相差较大，对分离要求又不高的场合。
一、平衡蒸馏1. 平衡蒸馏装置与流程平衡蒸馏又称闪急蒸馏，简称闪蒸，是一种连续、稳态的单级蒸馏操作。
平衡蒸馏的装置与流程如图片1-7所示。
被分离的混合液先经加热器加热，使之温度高于分离器压力下料液的泡点，然后通过减压阀使之压力降低至规定值后进入分离器。
过热的液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的汽、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。
【播放动画1-1】平衡蒸馏过程。
【图片1-7】平衡蒸馏装置与流程。
2. 平衡蒸馏过程计算平衡蒸馏计算所应用的基本关系是物料衡算、热量衡算及汽液平衡关系。
以两组分的平衡蒸馏为例分述如下。
（1）物料衡算对图片1-7所示的平衡蒸馏装置作物料衡算，得总物料衡算（1-17）易挥发组分衡算（1-18）式中F、D、W——分别表示原料液、汽相和液相产品流量，kmol/h或kmol/s；、y、x——分别为原料液、汽相和液相产品中易挥发组分的摩尔分率。
若各流股的组成已知，则可解得汽相产品的流量为（1-19）设则式中称为原料液的液化率，则称为原料液的汽化率。
将以上关系代入式1-19并整理，可得（1-20）式1-20表示平衡蒸馏中汽液相组成的关系。
若为定值时，该式为直线方程。
在x–y图上，其代表通过点、斜率为的直线。
（2）热量衡算(1-21)式中Q——加热器的热负荷，kJ/h或kW；F——原料液流量，kmol/h或kmol/s；——原料液的平均比热容，kJ/（kmol·℃）；T——通过加料器后料液的温度，℃；——原料液的温度，℃。
对图片1-7所示的减压阀和分离器作热量衡算，忽略热损失，则(1-22)式中——分离器中的平衡温度，℃；——平均摩尔汽化潜热，kJ/kmol。
原料液离开加热器的温度为(1-23)（3）汽液平衡关系平衡蒸馏中，汽液两相处于平衡状态，即两相温度相等，组成互为平衡。
深度学习了解闪蒸、空化（汽蚀）的定义和内容闪蒸现象：闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。
形成原因：当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。
再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。
水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。
在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。
然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。
压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。
压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。
实际情况：闪蒸在管道系统中出现，容易对阀门产生汽蚀损坏，可以选择反汽蚀高压阀，其特点是多次节流分摊压差，也可以选用耐汽蚀冲刷材料。
闪蒸也可以作为能源，被利用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。
空化当纯液体通过控制阀节流后，如果流动液体的静压降低到低于该液体的饱和蒸汽压时，可能出现空化。
此时，液体流动的连续性因部分液体气化形成气泡被打破了。
由于控制阀都会表现某一压力恢复的特性，最终的下游压力通常高于节流孔喉口的静压。
当下游压力高于流体的饱和蒸汽压时，蒸汽气泡溃裂回复为液体。
这一两级转化的过程被称为空化。
噪音：噪音是由于阀门前后压差过大而产生的，也和气蚀空化闪蒸等有关，所以危害特别大，要特别注意，噪音一般要求不大于85分贝1 概述在很多有水力机械的地方,经常可以看到调节阀、减压阀等节流阀的阀瓣和阀座等零件内部产生磨痕、深沟及凹坑,这些大多是由汽蚀引起的。
汽蚀是一种水力流动现象,这种现象既能引起调节阀流通能力kV 减小,又能产生噪音、振动及对设备的损害,进而严重影响阀门的使用性能和寿命。
因此控制和降低调节阀受汽蚀的影响是阀门设计和使用时要考虑的问题之一。
2 汽蚀和闪蒸汽蚀是材料在液体的压力和温度达到临界值时产生的一种破坏形式,分为闪蒸和空化两个阶段。
多级闪蒸热力学计算多级闪蒸热力学计算是一种常用的热力学计算方法，广泛应用于工业生产和热能利用领域。
本文将介绍多级闪蒸热力学计算的原理、方法和应用。
多级闪蒸是指在连续的闪蒸过程中，将高压液体通过多级减压，从而实现液体的闪蒸和汽液分离。
多级闪蒸的目的是利用多个级数的减压，使闪蒸过程中的能量损失最小化，提高蒸汽的干度和回收液体的热能。
多级闪蒸热力学计算的核心是通过热力学参数的计算和分析，确定闪蒸过程中的各级压力、温度和流量等关键参数。
这些参数的准确计算对于多级闪蒸的设计和优化至关重要。
多级闪蒸热力学计算的步骤如下：第一步是确定闪蒸过程中的初始条件，包括进料温度、压力和流量等。
这些参数将影响到后续的计算结果。
第二步是通过热力学软件或手动计算，确定各级闪蒸器的蒸汽量、回收液体流量和温度等参数。
这些参数通常通过热力学方程和实验数据进行计算和验证。
第三步是根据闪蒸过程中的能量守恒原理，计算各级闪蒸器的热损失和能量回收情况。
热损失的计算可以通过闪蒸器的热平衡方程和传热原理进行推导和计算。
第四步是根据计算结果，对多级闪蒸系统进行优化设计。
优化的目标是使闪蒸过程中的能量损失最小化，提高蒸汽的干度和回收液体的热能。
多级闪蒸热力学计算的应用非常广泛。
在石油化工行业中，多级闪蒸常用于原油蒸馏和石化过程中的热能回收。
在电力工业中，多级闪蒸则常用于汽轮机的凝汽系统中，以提高发电效率。
此外，多级闪蒸还广泛应用于食品、制药等行业中的热能利用和回收过程中。
多级闪蒸热力学计算是一种重要的热力学计算方法，可以帮助工程师和研究人员优化设计和改进热能系统。
通过准确计算和分析，可以最大限度地提高能源利用效率，实现可持续发展的目标。
多级闪蒸热力学计算的研究和应用将在未来的工程领域中发挥越来越重要的作用。
第三节 闪蒸过程的计算2.3 等温闪蒸和部分冷凝过程流程示意图：闪蒸过程的计算方程（MESH ） ⑴物料衡算----M 方程： C 个⑵相平衡--------E 方程： C 个⑶摩尔分率加和式---S 方程： 2个⑷热量平衡式-------H 方程： 1个变量数：3C+8个 (F, F T ,F P ,T,P,V ,L,Q,i i i x y z ,,)方程总数：2C+3个 需规定变量数：C+5个其中进料变量数：C+3个（F, F T ,F P ,i z ）根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：11=∑=Ci ix11=∑=Ci iy,...C,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=Ci x K y i i i ,...2,1 ==LV F LH VH Q FH +=+表2-4闪蒸计算类型2.3.1 等温闪蒸规定：p 、T计算：Q, V , L,i i x y ,一、汽液平衡常数与组成无关 ()P T f K i ,=已知闪蒸温度和压力，i K 值容易确定，所以联立求解上述（2C+3）个方程比较简单。
具体步骤如下： 1. 输出变量求解将E---方程：代入M —方程： 消去i y ，得到： 将L=F-V 代入上式：汽化率代入（2-66）式，得到：Ci VK V F Fz x iii ,...2,1 =+-=(2-66))1(1-+=i ii K z x ψ（2-67） Ci x K y i i i ,...2,1 ==,...C ,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=C i x VK Lx Fz i i i i ,...2,1 =+=FV /=ψ将（2-67）和（2-68）式代入S---方程，得到：两式相减，得：0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ--------------------------闪蒸方程0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ （2-71）)1(1-+=i ii K z x ψ i i i x K y = F=V+L L V F LH VH Q FH +=+通过闪蒸方程（2-71）求出汽化率ψ后，由（2-67）和（2-68）式可分别求出i i y x 和，进而由总物料衡算式（2-64）可求出V 和L,由热量衡算式（2-65）可求出Q汽化率ψ的迭代： 设ψ初值，计算:)(ψf可采用Newton-Raphson 法迭代ψ：（2-68）)1(1-+==i ii i i i K z K x K y ψ1)1(11=-+∑=Ci i iK z ψ（2-69）（2-70）1)1(11=-+∑=Ci i ii K z K ψ0)1(1)1()(1=-+-=∑=Ci i ii K z K f ψψ（2-71）2. Q 的计算L V F LH VH Q FH +=+Q-----吸热为正，移热为负H-----混合物的摩尔焓对于理想混合：3. 判断闪蒸过程是否可行的方法 方法一：已知T 、P对i Z 进行泡点计算：∑==-=Ci i i B Z K T f 101)( 试差泡点B T对i Z 进行露点计算：∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-=Ci i i D K Z T f 101)( 试差露点D T 判断：若D B T T T 闪蒸问题成立方法二：对i Z 在T 、P 下进行露点计算：对i Z 在T 、P 下进行泡点计算：—i Ci P T Li iL Ci P T Vi iV H Hx H Hy H ∑∑====1),(1),(纯组分摩尔焓判断：若 同时成立，闪蒸问题有解闪蒸过程计算框图：开始打印 BD BT T T T --=ψ输入T,P,F,Z ()()∑-+-=)1(11i i i k k Z f ψψ计算计算泡点B T []打印，结束−→−<YF εψ)(计算露点D T []22)1(1)1()('-+-∑-=i i i k k Z f ψψ)(')(1ψψψψf f k k -=+汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算 对i i y x ,,ψ分层迭代：开始给定F,Z,P,T估计初值x,y ψ计算()i i i i y x P T k K ,,,=),(p T F k i =打印过冷液体−→−>YB T T 过热蒸汽−→−<YD T T 由（2-67），（2-68）计算x,y 归一化i i y x ,比较：估计和归一化值 比较：k k ψψ和)1(+如果不直接迭代，重新估计x,y 值 由Rachford-Rice 方程迭代()1+k ψ思考题1、相平衡关系可用几种方法来表达。
