Ignore:
Timestamp:
Aug 25, 2009, 9:15:37 PM (13 years ago)
Author:
gerson bicca
Message:

some modifications on models

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed

  • branches/gui/eml/stage_separators/column.mso

    r836 r838  
    724724        LiquidFlowModel         as Switcher     (Valid = ["default", "Wang_Fl", "Olsen", "Feehery_Fl", "Roffel_Fl"], Default = "default");
    725725
    726         VolumeOfTray            as volume               (Brief="Total Volume of the tray");
    727         HeatSupply                      as heat_rate    (Brief="Rate of heat supply");
    728         PlateArea                       as area                 (Brief="Plate area = Atray - Adowncomer");
    729         HolesArea                       as area                 (Brief="Total holes area");
    730         WeirLength                      as length               (Brief="Weir length");
    731         WeirHeight                      as length               (Brief="Weir height");
    732         TrayLiquidPasses        as Real                 (Brief="Number of liquid passes in the tray", Default=1);
     726        TrayDiameter                    as length               (Brief="Tray Diameter",Default=1.600);
     727        TraySpacing                             as length               (Brief="Tray Spacing",Default=0.600);
     728        Fraction_HoleArea               as fraction     (Brief="Fraction of the active area that is occupied by the holes with respect to the total tray area",Default=0.10);
     729        Fraction_DowncomerArea  as fraction     (Brief="Fraction of the downcomer area with respect to the total tray area",Default=0.20);
     730        WeirLength                              as length               (Brief="Weir length", Default = 1);
     731        WeirHeight                              as length               (Brief="Weir height", Default= 0.05);
     732        TrayLiquidPasses                as positive     (Brief="Number of liquid passes in the tray", Lower = 1,Default=1);
     733        HeatSupply                              as heat_rate    (Brief="Rate of heat supply",Default = 0);
     734        AerationFraction                as Real                 (Brief="Aeration fraction", Default = 1);
     735        DryPdropCoeff                   as Real                 (Brief="Dry pressure drop coefficient", Default= 0.60);
     736       
     737        PlateArea               as area         (Brief="Plate area = Atray - Adowncomer",Protected=true);
     738        TrayVolume              as volume       (Brief="Total Volume of the tray",Protected=true);
     739        HolesArea               as area         (Brief="Total holes area",Protected=true);
    733740       
    734741        FeeheryCoeff            as Real                 (Brief="Feeherys correlation coefficient", Unit='1/m^4', Default=1,Hidden=true);
    … …  
    736743        OlsenCoeff                      as Real                 (Brief="Olsens correlation coefficient", Default=1,Hidden=true);
    737744       
    738         V                               as volume               (Brief="Total Volume of the tray",Hidden=true);
    739         Q                               as heat_rate    (Brief="Rate of heat supply",Hidden=true);
    740         Ap                              as area                 (Brief="Plate area = Atray - Adowncomer",Hidden=true);
    741         Ah                              as area                 (Brief="Total holes area",Hidden=true);
    742         lw                              as length               (Brief="Weir length",Hidden=true);
    743         hw                              as length               (Brief="Weir height",Hidden=true);
    744         AerationFraction                        as fraction     (Brief="Aeration fraction");
    745         alfa                    as fraction     (Brief="Dry pressure drop coefficient");
    746         w                               as Real                 (Brief="Feeherys correlation coefficient", Unit='1/m^4', Default=1,Hidden=true);
    747         btray                   as Real                 (Brief="Elgues correlation coefficient", Unit='kg/m/mol^2', Default=1,Hidden=true);
    748         fw                              as Real                 (Brief="Olsens correlation coefficient", Default=1,Hidden=true);
    749         Np                              as Real                 (Brief="Number of liquid passes in the tray", Default=1,Hidden=true);
    750 
     745        Pi                      as constant             (Brief="Pi Number",Default=3.14159265, Symbol = "\pi",Hidden=true);
     746        zero_flow       as flow_mol             (Brief = "Stream Flow closed",Default = 0, Hidden=true);
     747        low_flow        as flow_mol             (Brief = "Low stream Flow",Default = 1E-6, Hidden=true);
    751748        VapourFlow      as Switcher     (Valid = ["on", "off"], Default = "on",Hidden=true);
    752749        LiquidFlow      as Switcher     (Valid = ["on", "off"], Default = "on",Hidden=true);
    … …  
    756753        LiqSideTrayIndex(LiquidSideStreamLocation) =1;
    757754        Mw = PP.MolecularWeight();
    758 
    759         V=VolumeOfTray;
    760         Q=HeatSupply;
    761         Ap=PlateArea;
    762         Ah=HolesArea;
    763         lw=WeirLength;
    764         hw=WeirHeight ;
    765         w=FeeheryCoeff;
    766         btray=ElgueCoeff;
    767         fw=OlsenCoeff;
    768         Np=TrayLiquidPasses;
     755        zero_flow = 0 * 'kmol/h';
     756        low_flow = 1E-6 * 'kmol/h';
     757
     758        PlateArea = 0.25*Pi*(TrayDiameter^2)*(1-Fraction_DowncomerArea);
     759        TrayVolume = 0.25*Pi*(TrayDiameter^2)*TraySpacing;
     760        HolesArea = 0.25*Pi*(TrayDiameter^2)*Fraction_HoleArea;
    769761
    770762VARIABLES
    … …  
    798790
    799791"The initial Level of the TRAYS"
    800         TRAYS(i).Level = INITIALIZATION.LevelFraction*hw;
     792        TRAYS(i).Level = INITIALIZATION.LevelFraction*WeirHeight;
    801793end
    802794
    … …  
    840832
    841833"Level of clear liquid over the weir"
    842         TRAYS(i).Level = TRAYS(i).ML*TRAYS(i).vL/Ap;
     834        TRAYS(i).Level = TRAYS(i).ML*TRAYS(i).vL/PlateArea;
    843835
    844836"Geometry Constraint"
    845         V = TRAYS(i).ML* TRAYS(i).vL + TRAYS(i).MV*TRAYS(i).vV;
     837        TrayVolume = TRAYS(i).ML* TRAYS(i).vL + TRAYS(i).MV*TRAYS(i).vV;
    846838
    847839"Energy Holdup"
    848         TRAYS(i).E = TRAYS(i).ML*TRAYS(i).OutletLiquid.h + TRAYS(i).MV*TRAYS(i).OutletVapour.h - TRAYS(i).OutletLiquid.P*V;
     840        TRAYS(i).E = TRAYS(i).ML*TRAYS(i).OutletLiquid.h + TRAYS(i).MV*TRAYS(i).OutletVapour.h - TRAYS(i).OutletLiquid.P*TrayVolume;
    849841
    850842"Energy Balance"
    851843        diff(TRAYS(i).E) = ( TRAYS(i).Inlet.F*TRAYS(i).Inlet.h + TRAYS(i).InletLiquid.F*TRAYS(i).InletLiquid.h + TRAYS(i).InletVapour.F*TRAYS(i).InletVapour.h- TRAYS(i).OutletLiquid.F*TRAYS(i).OutletLiquid.h - TRAYS(i).OutletVapour.F*TRAYS(i).OutletVapour.h
    852         -TRAYS(i).VapourSideStream.F*TRAYS(i).VapourSideStream.h - TRAYS(i).LiquidSideStream.F*TRAYS(i).LiquidSideStream.h + Q );
     844        -TRAYS(i).VapourSideStream.F*TRAYS(i).VapourSideStream.h - TRAYS(i).LiquidSideStream.F*TRAYS(i).LiquidSideStream.h + HeatSupply );
    853845
    854846switch LiquidFlow
    … …  
    857849                                case "default":
    858850                                "Francis Equation"
    859                                 TRAYS(i).OutletLiquid.F*TRAYS(i).vL = 1.84*'1/s'*lw*((TRAYS(i).Level-(AerationFraction*hw))/(AerationFraction))^2;
     851                                TRAYS(i).OutletLiquid.F*TRAYS(i).vL = 1.84*'1/s'*WeirLength*((TRAYS(i).Level-(AerationFraction*WeirHeight))/(AerationFraction))^2;
    860852                       
    861853                                case "Wang_Fl":
    862                                 TRAYS(i).OutletLiquid.F*TRAYS(i).vL = 1.84*'m^0.5/s'*lw*((TRAYS(i).Level-(AerationFraction*hw))/(AerationFraction))^1.5;
     854                                TRAYS(i).OutletLiquid.F*TRAYS(i).vL = 1.84*'m^0.5/s'*WeirLength*((TRAYS(i).Level-(AerationFraction*WeirHeight))/(AerationFraction))^1.5;
    863855                       
    864856                                case "Olsen":
    865                                 TRAYS(i).OutletLiquid.F / 'mol/s'= lw*Np*TRAYS(i).rhoL/sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z)/(0.665*fw)^1.5 * ((TRAYS(i).ML*sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z)/TRAYS(i).rhoL/Ap)-hw)^1.5 * 'm^0.5/mol';
     857                                TRAYS(i).OutletLiquid.F / 'mol/s'= WeirLength*TrayLiquidPasses*TRAYS(i).rhoL/sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z)/(0.665*OlsenCoeff)^1.5 * ((TRAYS(i).ML*sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z)/TRAYS(i).rhoL/PlateArea)-WeirHeight)^1.5 * 'm^0.5/mol';
    866858                       
    867859                                case "Feehery_Fl":
    868                                 TRAYS(i).OutletLiquid.F = lw*TRAYS(i).rhoL/sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z) * ((TRAYS(i).Level-hw)/750/'mm')^1.5 * 'm^2/s';
     860                                TRAYS(i).OutletLiquid.F = WeirLength*TRAYS(i).rhoL/sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z) * ((TRAYS(i).Level-WeirHeight)/750/'mm')^1.5 * 'm^2/s';
    869861                       
    870862                                case "Roffel_Fl":
    871                                 TRAYS(i).OutletLiquid.F = 2/3*TRAYS(i).rhoL/sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z)*lw*(TRAYS(i).ML*sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z)/(Ap*1.3)/TRAYS(i).rhoL)^1.5*sqrt(2*g/
    872                                                         (2*(1 - 0.3593/'Pa^0.0888545'*abs(TRAYS(i).OutletVapour.F*sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z)/(Ap*1.3)/sqrt(TRAYS(i).rhoV))^0.177709)-1)); #/'(kg/m)^0.0888545/s^0.177709';
     863                                TRAYS(i).OutletLiquid.F = 2/3*TRAYS(i).rhoL/sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z)*WeirLength*(TRAYS(i).ML*sum(Mw*TRAYS(i).OutletLiquid.z)/(PlateArea*1.3)/TRAYS(i).rhoL)^1.5*sqrt(2*g/
     864                                                        (2*(1 - 0.3593/'Pa^0.0888545'*abs(TRAYS(i).OutletVapour.F*sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z)/(PlateArea*1.3)/sqrt(TRAYS(i).rhoV))^0.177709)-1)); #/'(kg/m)^0.0888545/s^0.177709';
    873865                        end
    874                 when TRAYS(i).Level < (AerationFraction *hw) switchto "off";
     866                when TRAYS(i).Level < (AerationFraction *WeirHeight) switchto "off";
    875867               
    876868                case "off":
    877869                "Low level"
    878870                TRAYS(i).OutletLiquid.F = 0 * 'mol/h';
    879                 when TRAYS(i).Level > (AerationFraction * hw) switchto "on";
     871                when TRAYS(i).Level > (AerationFraction * WeirHeight) switchto "on";
    880872        end
    881873       
    … …  
    884876                        switch VapourFlowModel
    885877                                case "Reepmeyer":
    886                                 TRAYS(i).InletVapour.F*TRAYS(i).vV = sqrt((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)/(TRAYS(i).rhoV*alfa))*Ah;
     878                                TRAYS(i).InletVapour.F*TRAYS(i).vV = sqrt((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)/(TRAYS(i).rhoV*DryPdropCoeff))*HolesArea;
    887879                       
    888880                                case "Feehery_Fv":
    889                                 TRAYS(i).InletVapour.F = TRAYS(i).rhoV/Ap/w/sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z) * sqrt(((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)-(TRAYS(i).rhoV*g*TRAYS(i).ML*TRAYS(i).vL/Ap))/TRAYS(i).rhoV);
     881                                TRAYS(i).InletVapour.F = TRAYS(i).rhoV/PlateArea/FeeheryCoeff/sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z) * sqrt(((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)-(TRAYS(i).rhoV*g*TRAYS(i).ML*TRAYS(i).vL/PlateArea))/TRAYS(i).rhoV);
    890882                       
    891883                                case "Roffel_Fv":
    892                                 TRAYS(i).InletVapour.F^1.08 * 0.0013 * 'kg/m/mol^1.08/s^0.92*1e5' = (TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)*1e5 - (AerationFraction*sum(TRAYS(i).M*Mw)/(Ap*1.3)*g*1e5) * (TRAYS(i).rhoV*Ah/sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z))^1.08 * 'm^1.08/mol^1.08';
     884                                TRAYS(i).InletVapour.F^1.08 * 0.0013 * 'kg/m/mol^1.08/s^0.92*1e5' = (TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)*1e5 - (AerationFraction*sum(TRAYS(i).M*Mw)/(PlateArea*1.3)*g*1e5) * (TRAYS(i).rhoV*HolesArea/sum(Mw*TRAYS(i).OutletVapour.z))^1.08 * 'm^1.08/mol^1.08';
    893885                       
    894886                                case "Klingberg":
    895                                 TRAYS(i).InletVapour.F * TRAYS(i).vV = Ap * sqrt(((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)-TRAYS(i).rhoL*g*TRAYS(i).Level)/TRAYS(i).rhoV);
     887                                TRAYS(i).InletVapour.F * TRAYS(i).vV = PlateArea * sqrt(((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)-TRAYS(i).rhoL*g*TRAYS(i).Level)/TRAYS(i).rhoV);
    896888                       
    897889                                case "Wang_Fv":
    898                                 TRAYS(i).InletVapour.F * TRAYS(i).vV = Ap * sqrt(((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)-TRAYS(i).rhoL*g*TRAYS(i).Level)/TRAYS(i).rhoV*alfa);
     890                                TRAYS(i).InletVapour.F * TRAYS(i).vV = PlateArea * sqrt(((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)-TRAYS(i).rhoL*g*TRAYS(i).Level)/TRAYS(i).rhoV*DryPdropCoeff);
    899891                               
    900892                                case "Elgue":
    901                                 TRAYS(i).InletVapour.F  = sqrt((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)/btray);
     893                                TRAYS(i).InletVapour.F  = sqrt((TRAYS(i).InletVapour.P - TRAYS(i).OutletVapour.P)/ElgueCoeff);
    902894                        end
    903895                when TRAYS(i).InletVapour.F < 1e-6 * 'kmol/h' switchto "off";
    … …  
    947939VARIABLES
    948940
     941        CONDENSER               as condenser;
     942        REBOILER                as reboiler;
     943        SPLITTER                as splitter_column (Brief="splitter which separate reflux and distillate",Protected=true);
     944        PUMP                    as pump;
     945        RefluxRatio             as positive             (Brief="Reflux Ratio",Default=10, Lower = 0.5);
     946       
    949947        out     TI_reb  as control_signal       (Brief="Temperature Indicator of Reboiler ",Protected = true, PosX=0.515, PosY=1);
    950948        out     LI_reb  as control_signal       (Brief="Level Indicator of Reboiler", Protected = true, PosX=1, PosY=0.935);
    … …  
    957955        in      FeedTray        as stream               (Brief="Feed stream", PosX=0, PosY=0.55);
    958956
    959         CONDENSER               as condenser;
    960         REBOILER                as reboiler;
    961         SPLITTER                as splitter2;
    962         PUMP                    as pump;
     957
    963958
    964959        in      HeatToReboiler  as power (Brief="Heat supplied to Reboiler",Protected = true, PosX=1, PosY=0.855);
    … …  
    978973
    979974EQUATIONS
     975
     976        SPLITTER.RefluxRatio = RefluxRatio;
    980977
    981978        TI_reb  = REBOILER.TI ;
    … …  
    10611058#liquid
    10621059        CONDENSER.OutletLiquid                          to      SPLITTER.Inlet;
    1063         SPLITTER.Outlet2                                        to      PUMP.Inlet;
     1060        SPLITTER.Reflux                                         to      PUMP.Inlet;
    10641061        PUMP.Outlet                                             to      TRAYS(1).InletLiquid;
    10651062        TRAYS(NumberOfTrays).OutletLiquid       to      REBOILER.InletLiquid;
    … …  
    10671064#Connectors
    10681065        CONDENSER.OutletVapour  to ConnectorCondenserVout;
    1069         SPLITTER.Outlet1                to ConnectorSplitterOut;
     1066        SPLITTER.Distillate             to ConnectorSplitterOut;
    10701067        REBOILER.OutletLiquid   to ConnectorReboilerLout;
    10711068
    … …  
    11121109        CONDENSER                       as condenserSteady      (Brief="steady state condenser with subcooling");
    11131110        REFLUX_DRUM             as TankL                        (Brief="Reflux Drum");
    1114         SPLITTER_TOP            as splitter2            (Brief="splitter which separate reflux and distillate");
     1111        SPLITTER_TOP            as splitter_column      (Brief="splitter which separate reflux and distillate",Protected=true);
    11151112        PUMP                            as pump                         (Brief="pump in reflux stream");
    11161113        REBOILER                        as reboilerSteady       (Brief="steady state reboiler (thermosyphon)");
    … …  
    11201117        in      FeedTray        as stream               (Brief="Feed stream", PosX=0, PosY=0.55);
    11211118
     1119        RefluxRatio             as positive             (Brief="Reflux Ratio",Default=10, Lower = 0.5);
     1120
    11221121in              Q_cond          as power        (Brief="Heat supplied to Condenser",PosX=1, PosY=0, Protected=true);
    11231122in              Q_reb           as power        (Brief="Heat supplied to Reboiler", PosX=1, PosY=0.96,Protected=true);
    … …  
    11491148EQUATIONS
    11501149
     1150        SPLITTER_TOP.RefluxRatio = RefluxRatio;
    11511151        TI_reb  = REBOILER.TI ;
    11521152        PI_reb  = REBOILER.PI;
    … …  
    12341234        CONDENSER.OutletLiquid                          to REFLUX_DRUM.Inlet;   
    12351235        REFLUX_DRUM.OutletLiquid                        to SPLITTER_TOP.Inlet;
    1236         SPLITTER_TOP.Outlet2                    to PUMP.Inlet; 
     1236        SPLITTER_TOP.Reflux                     to PUMP.Inlet; 
    12371237        PUMP.Outlet                                     to TRAYS(1).InletLiquid;
    12381238        TRAYS(NumberOfTrays).OutletLiquid       to SUMP.InletLiquid;
    … …  
    12441244        ConnectorHeatReboiler                   to REBOILER.InletQ;
    12451245        ConnectorHeatRefluxDrum                 to REFLUX_DRUM.InletQ;
    1246         SPLITTER_TOP.Outlet1                    to ConnectorSplitterTop;
     1246        SPLITTER_TOP.Distillate                 to ConnectorSplitterTop;
    12471247        SPLITTER_BOTTOM.Outlet1                 to ConnectorSplitterBottom;
    12481248
    … …  
    12841284VARIABLES
    12851285        CONDENSER                       as condenser            (Brief="dynamic condenser without subcooling");
    1286         SPLITTER_TOP            as splitter2            (Brief="splitter which separate reflux and distillate");
     1286        SPLITTER_TOP            as splitter_column      (Brief="splitter which separate reflux and distillate",Protected=true);
    12871287        PUMP                            as pump                         (Brief="pump in reflux stream");
    12881288        SUMP                            as SumpTank                     (Brief="vessel in the bottom of column");
    12891289        SPLITTER_BOTTOM         as splitter2            (Brief="splitter who separate the bottom product and the stream to reboiler");
    12901290        REBOILER                        as reboilerSteady       (Brief="steady state reboiler (thermosyphon)");
    1291 
     1291        RefluxRatio                     as positive             (Brief="Reflux Ratio",Default=10, Lower = 0.5);
     1292       
    12921293        in      FeedTray        as stream       (Brief="Feed stream", PosX=0, PosY=0.55);
    12931294
    … …  
    13631364
    13641365end
     1366
     1367        SPLITTER_TOP.RefluxRatio = RefluxRatio;
    13651368
    13661369        TI_reb  = REBOILER.TI ;
    … …  
    14041407#liquid
    14051408        CONDENSER.OutletLiquid          to SPLITTER_TOP.Inlet; 
    1406         SPLITTER_TOP.Outlet2                            to PUMP.Inlet;
     1409        SPLITTER_TOP.Reflux                             to PUMP.Inlet;
    14071410        PUMP.Outlet                                     to TRAYS(1).InletLiquid;
    14081411        TRAYS(NumberOfTrays).OutletLiquid       to SUMP.InletLiquid;
    … …  
    14141417ConnectorHeatReboiler                   to REBOILER.InletQ;
    14151418CONDENSER.OutletVapour                  to ConnectorCondenserVout;
    1416 SPLITTER_TOP.Outlet1                    to ConnectorSplitterTop;
     1419SPLITTER_TOP.Distillate                 to ConnectorSplitterTop;
    14171420SPLITTER_BOTTOM.Outlet1                 to ConnectorSplitterBottom;
    14181421
    … …  
    14571460        CONDENSER               as condenserSteady      (Brief="steady state condenser with subcooling");
    14581461        REFLUX_DRUM             as TankL                        (Brief="reflux drum");
    1459         SPLITTER                as splitter2            (Brief="splitter to separate reflux and distillate");
     1462        SPLITTER                as splitter_column              (Brief="splitter to separate reflux and distillate",Protected=true);
    14601463        PUMP                    as pump                         (Brief="pump in reflux stream");
    14611464        REBOILER                as reboiler                     (Brief="kettle reboiler");
     1465
     1466        RefluxRatio                     as positive             (Brief="Reflux Ratio",Default=10, Lower = 0.5);
    14621467
    14631468        in      Q_cond  as power        (Brief="Heat supplied to Condenser", PosX=1, PosY=0.065, Protected=true);
    … …  
    14901495EQUATIONS
    14911496
     1497        SPLITTER.RefluxRatio = RefluxRatio;
     1498
    14921499        TI_reb  = REBOILER.TI ;
    14931500        PI_reb  = REBOILER.PI;
    … …  
    15721579        CONDENSER.OutletLiquid                          to REFLUX_DRUM.Inlet;   
    15731580        REFLUX_DRUM.OutletLiquid                        to SPLITTER.Inlet;
    1574         SPLITTER.Outlet2                                        to PUMP.Inlet; 
     1581        SPLITTER.Reflux                                         to PUMP.Inlet; 
    15751582        PUMP.Outlet                                             to TRAYS(1).InletLiquid;
    15761583        TRAYS(NumberOfTrays).OutletLiquid       to REBOILER.InletLiquid;
    … …  
    15811588        ConnectorHeatAccumulator        to REFLUX_DRUM.InletQ;
    15821589
    1583         SPLITTER.Outlet1                to ConnectorSplitterOut;
     1590        SPLITTER.Distillate             to ConnectorSplitterOut;
    15841591        REBOILER.OutletLiquid   to ConnectorReboilerLout;
    15851592
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.