В симуляторе можно задавать:
Количество тарелок. Потери из расчёта на тарелку. Концентрацию, подачу и температуру питания по двум каналам (два канала введены для универсальности: можно, к примеру, моделировать ЭК с гидроселекцией). Питание может быть как жидкостью, так и паром. Смесь не предусмотрена, но для таких особых случаев можно задействовать второй канал. Температура произвольная (даже можно переохлаждать пар и перегревать жидкость, если остальные потоки в точке питания способны это уравновесить и в итоге смесь не будет перегрета или переохлаждена). Для подачи питания при температуре кипения есть галочка, устанавливающая температуру автоматически, в зависимости от концентрации.
Отбор сделан только сверху, по жидкости и по пару раздельно. Алгоритм такой:
Отводится указанный процент пара в конденсатор, оставшийся заворачивается дефлегматором, конденсируется и охлаждается до нижней равновесной температуры. Из конденсата отводится указанный процент жидкости. Дефлегматор, таким образом, не укрепляющий.
Обогрев может быть как сухим теплом, так и паром. В последнем случае считается, что используется непрерывный парогенератор.
Симулятор высчитывает:
Баланс на тарелках, температуры и потоки динамически. Можно изменять вводные и наблюдать на изменениями.
Вывод работает в 3 режимах: массовые, мольные и объёмные проценты и потоки (для объёмных процентов пара используется пересчёт на конденсат, иначе получатся мольные проценты).
Минимум материального баланса - потери спирта внизу.
Подробный тепловой баланс по элементам. Также, для контроля - сумма. Должна сходиться в ноль.
Как работает:
Вычисления построены по схеме "моль на моль". Мольная теплота кипения спирта и воды принята одинаковой.
Все входные потоки на тарелке раздельно по спирту и воде конденсируются и охлаждаются до нуля. Не то что бы до нуля необходимо, это проще алгоритмически. Конечно, физика смеси это не то же самое, что физика спирта плюс физика воды, но после смешения потоков весь этот процесс на тех же формулах прокручивается обратно до температуры близкой к исходной. Так что не думаю, что в этом есть сколь-нибудь значительная погрешность.
Всё тепло сводится в сумму, вычитаются потери, для куба с сухим обогревом добавляется тепло. Высчитывается точка кипения смеси, возвращаем ей тепло.
Потом идёт довольно вымученная функция, которая последовательно дроблением ищет точку баланса для оставшегося тепла. Поскольку функцией концентрации не описать и у нас несколько взаимно зависимых переменных, задача довольно нетривиальная. Функция останавливается, когда погрешность станет меньше указанной в правом верхнем углу страницы. По умолчанию 10 в минус 9. Можно покрутить. Если уменьшить, будет работать несколько быстрее, но цифры в таблице могут начать "дрожать".
Надеюсь, нигде не накосячил и получился полезный инструмент. Любая конструктивная критика приветствуется. Особо интересно мнение профессионалов.
Всем добра
* Добавил более подробный материальный баланс спирта. Заодно немного подпилил интерфейс, а то сыроват был.
