q線方程

q線方程就是精餾段操作線方程和提餾段操作線方程交點的軌跡方程,也稱為進料方程。

q線方程為:

y=﹛q/(q-1)﹜x-﹛1/(q-1)﹜xF

符號說明,推導過程,q線方程圖像,q線方程作用,

符號說明

q:進料的熱狀態參數,定義為q=(Lˊ-L)/F。
x:摩爾分數。
F:原料流量,單位,kmol/h。
D:塔頂餾出液量,單位,kmol/h。
W:塔釜殘液量,單位,kmol/h。
V:精餾段內每塊塔板上升的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。
V':提餾段內每塊塔板上升的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。
L:精餾段內每塊塔板下降的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。
Lˊ:提餾段內每塊塔板下降的蒸氣物質的量流量,單位,kmol/h。
xF:原料液中易揮發組分的摩爾分數。
xW:釜底殘液中易揮發組分的摩爾分數。
xD:塔頂餾出液中易揮發組分的摩爾分數。

推導過程

精餾段操作線方程:y=(L/V)x+(D/V)xD
提溜段操作線方程:y=(Lˊ/V')x-(W/Vˊ)xW
兩線交點的軌跡應同時滿足以上兩式,將上式代入q=(Lˊ-L)/F,即得q線方程:
y=﹛q/(q-1)﹜x-﹛1/(q-1)﹜xF

q線方程圖像

在進料狀態q及進料組成xF確定的情況下,q線方程為一條直線方程。q線在y-x圖上是過對角線上e(xF,xF)點,以q/(q-1)為斜率的直線,如下圖。
x-y圖上的q線圖x-y圖上的q線圖
q線斜率值及在y-x圖上的方位
進料熱狀況
q值
q線斜率 q/(q-1)
q線在y-x圖上的方程
冷進料
q>1
+
ef1(↗)
飽和液體
q=1

ef2(↑)
氣液混合物
0<q<1
-
ef3(↖)
飽和蒸汽
q=0
0
ef4(←)
過熱蒸汽
q<0
+
ef5(↙)

q線方程作用

由於精餾段操作線方程、提餾段操作線方程及q線方程中只有兩個是獨立的,故已知精餾段操作線方程和q線方程,就可以作出提餾段操作線方程了。

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