【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于板式塔和换热器的质能比拟方法、装置和存储介质，属于化工系统集成。
技术介绍
1、板式塔作为一类用于气相和液相或液相和液相系统的分级接触传质设备，广泛应用于精馏和吸收。板式塔不仅能够提供气、液两相充分接触的机会，还能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。
2、换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，热量由温度较高流体传递给温度较低流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
3、鉴于对流传热和传质是可类比的，控制热和浓度边界层特性的无量纲关系式具有相同的形式，而换热器和板式塔作为传热和传质设备，连续变量之间存在类比关系，若能将板式塔比拟为换热器，则可将其变量维度扩大，柔化其边界条件，为板式塔模拟及质量交换器网络的综合优化提供一种新的思路。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于板式塔和换热器的质能比拟方法、装置和存储介质，用于解决现有技术中存在的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于板式塔和换热器的质能比拟方法，所述方法包括：
4、根据对流传热和传质的比拟关系，获取板式塔和换热器传递性能的第一比拟关系；
5、根据传质和传热的强度量以及相平衡条件，获取板式塔和换热器传递驱动力的第二比拟关系；
6、根据所述第一比拟
7、根据所述第三比拟关系，将板式塔比拟为换热器。
8、可选地，所述根据对流传热和传质的比拟关系，获取板式塔和换热器传递性能的第一比拟关系，包括：
9、获取对流传热系数和对流传质系数的比值；
10、根据换热流股的对流换热系数，获取单体换热器的总传热系数；
11、根据传质流股的对流传质系数，获取单体板式塔的总传质系数；
12、根据所述比值、所述总传热系数和所述总传质系数，获取所述第一比拟关系。
13、可选地，所述根据传质和传热的强度量以及相平衡条件，获取板式塔和换热器传递驱动力的第二比拟关系，包括：
14、获取换热器中的热流体进出口温度以及冷流体进出口温度；
15、根据所述热流体进出口温度、所述冷流体进出口温度以及所述相平衡条件，构建贫流股进出口平衡浓度和贫流股进出口浓度之间的第四比拟关系；
16、根据所述热流体进出口温度、所述冷流体进出口温度以及所述第四比拟关系，确定所述第二比拟关系。
17、可选地，所述根据所述热流体进出口温度、所述冷流体进出口温度以及所述相平衡条件，构建贫流股进出口平衡浓度和贫流股进出口浓度之间的第四比拟关系，包括：
18、若所述热流体进出口温度为thin、thout，所述冷流体进出口温度为tcin、tcout，所述贫流股进出口平衡浓度为cy*in、cy*out，所述富流股进出口浓度为cyin、cyout，所述贫流股进出口浓度为cxin和cxout；mj为相平衡常数，bj为相平衡系数。
19、若所述换热器端的温度差(thin-tcout)、(thout-tcin)均大于0，则所述第四比拟关系为：cyj*＝mj·cxj+bj。
20、可选地，所述第二比拟关系包括温度差比拟关系和浓度差比拟关系，所述温度差比拟关系包括对数温度差lmtd的比拟关系和/或算数温度差amtd比拟关系，所述浓度差比拟关系包括对数浓度差lmcd的比拟关系和/或算数浓度差amcd的比拟关系；
21、所述根据所述热流体进出口温度、所述冷流体进出口温度以及所述第四比拟关系，确定所述第二比拟关系，包括：
22、若浓度端差(cyin-cy*out)、(cyout-cy*in)均大于0，则：
23、
24、amtd＝thin-tcout；
25、
26、amcd＝cyin-cy*out。
27、可选地，所述根据所述第一比拟关系和所述第二比拟关系，获取非连续接触式传质设备和连续传热设备在关联参数的第三比拟关系，包括：
28、根据所述第二比拟关系，获取包含传质量、塔板数和浓度差的第五比拟关系；
29、根据所述第五比拟关系，获取包括传质量、塔板数、浓度差和总传质系数的第六比拟关系；
30、根据所述第六比拟关系，确定板式塔总传质系数关于富贫流股流量和单位塔板质量的第七比拟关系；
31、根据所述第七比拟关系，获取所述第三比拟关系。
32、可选地，所述根据所述第二比拟关系，获取包含传质量、塔板数和浓度差的第五比拟关系，包括：
33、根据所述第二比拟关系，获取包含板式塔塔板数和浓度差的第八比拟关系；
34、根据所述第八比拟关系以及板式塔富流股和贫流股的传质平衡方程，获取所述第五比拟关系。
35、可选地，所述根据所述第三比拟关系，将板式塔比拟为换热器，包括：
36、根据所述第三比拟关系、热流股密度和比热容、冷流股密度和比热容，通过富流股浓度和贫流股浓度的无量纲化，将所述板式塔比拟为换热器。
37、第二方面，提供了一种基于板式塔和换热器的质能比拟装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如第一方面所述的方法。
38、第三方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如第一方面所述的方法。
39、通过根据对流传热和传质的比拟关系，获取板式塔和换热器传递性能的第一比拟关系；根据传质和传热的强度量以及相平衡条件，获取板式塔和换热器传递驱动力的第二比拟关系；根据所述第一比拟关系和所述第二比拟关系，获取非连续接触式传质设备和连续传热设备在关联参数的第三比拟关系；根据所述第三比拟关系，将板式塔比拟为换热器。解决了现有技术中将板式塔比拟为换热器的问题，达到了完成比拟进而综合优化板式塔模拟和质量交换器网络的效果。
40、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于板式塔和换热器的质能比拟方法，其特征在于，所述方法包括：根据对流传热和传质的比拟关系，获取板式塔和换热器传递性能的第一比拟关系；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据对流传热和传质的比拟关系，获取板式塔和换热器传递性能的第一比拟关系，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据传质和传热的强度量以及相平衡条件，获取板式塔和换热器传递驱动力的第二比拟关系，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述热流体进出口温度、所述冷流体进出口温度以及所述相平衡条件，构建贫流股进出口平衡浓度和贫流股进出口浓度之间的第四比拟关系，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二比拟关系包括温度差比拟关系和浓度差比拟关系，所述温度差比拟关系包括对数温度差LMTD的比拟关系和/或算数温度差AMTD比拟关系，所述浓度差比拟关系包括对数浓度差LMCD的比拟关系和/或算数浓度差AMCD的比拟关系；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一比拟关系和所述第二比拟关
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二比拟关系，获取包含传质量、塔板数和浓度差的第五比拟关系，包括：
8.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三比拟关系，将板式塔比拟为换热器，包括：
9.一种基于板式塔和换热器的质能比拟装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如权利要求1至8任一所述的方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于板式塔和换热器的质能比拟方法，其特征在于，所述方法包括：根据对流传热和传质的比拟关系，获取板式塔和换热器传递性能的第一比拟关系；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据对流传热和传质的比拟关系，获取板式塔和换热器传递性能的第一比拟关系，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据传质和传热的强度量以及相平衡条件，获取板式塔和换热器传递驱动力的第二比拟关系，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述热流体进出口温度、所述冷流体进出口温度以及所述相平衡条件，构建贫流股进出口平衡浓度和贫流股进出口浓度之间的第四比拟关系，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二比拟关系包括温度差比拟关系和浓度差比拟关系，所述温度差比拟关系包括对数温度差lmtd的比拟关系和/或算数温度差amtd比拟关系，所述浓度差比拟关系包括对数浓度差lmcd的...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖媛，陈怡，崔国民，周静，徐玥，段欢欢，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。