3.2　分流器

3.2.1　分流器模型自由度分析

分流器把物流（或热流或功流）分割成两个或多个出口物流，所有出口物流都具有相同的组成和物性。用该模块可以模拟物流的分流、吹扫或放空，除了其中一个出口物流外，必须为所有的其他出口物流提供规定的流量信息。如图3-24所示，物流1被分成物流2和物流3两股。设确定每一股物流的独立参数为流股的流量、温度、压力和组成，即（；，为组分数）共个独立变量，则分流器模型中流股变量数目为。另外，分割分率作为模块变量，所以模型变量总数为。

对该模型作自由度分析，可以列出如下独立方程：

独立方程　　数目

物料平衡：

　　1

　　

能量平衡：

　　1

设备参数（分割分率α）：

　　1

其他内在关系式：

　　

[此方程与物料平衡方程联立可推导，，因此这些方程不再作为独立方程列出]

　　1

　　1

　　1

合计：　　

[以上三个方程与物料平衡方程、能量平衡方程及内在关系式联立，可推导出，故不能再作为独立方程列出。因为：由、及可得到，代入能量平衡方程，并应用总物料平衡方程可得出。又因为、、，所以必有。以上说明基于焓值是温度、压力和组成的单值函数的事实。]

所以分流器模型的自由度d=变量总数–独立方程数=3(+2)+1–(2+4)=+3。

如给定进料流股的+2个变量及分割分率α，则+3个自由度就确定了，数学模型有唯一解，即输出唯一确定。

3.2.2　分流器模拟

【例3-2】 假设物流1是流量为100kmol/hr，温度为25℃，压力为1atm的甲醇和水等摩尔混合物，此流股经过分流器将混合物分成流量相等的两股物流2和物流3。

解：采用与例3-1同样的方法启动Aspen Plus 11.1，从流程绘制界面的左下方选择FSplit模块放置在窗口适当位置，连接好物流，另存为Example3-2.bkp，连接好的流程如图3-25所示。点击界面左上角的Data，在出现的下拉菜单中点击Setup，填写标题，用户名和账号（用字母或数字输入，名称自取）。定义组分结果如图3-26所示，仍选择NRTL物性模型方程，打开交互作用参数，如图3-27所示，进料输入如图3-28所示。分流器模块参数为分割比，如图3-29所示，打开红色提示的Blocks子菜单，再打开下面的名称为FSplit的模块，点击下面的Input，右栏出现参数规定窗口，在出口物流2对应的Specification栏目选择Split fraction,在value 栏目填写0.5，这样表示出口物流2的流量占进料的分率为50%。也可以规定物流3的分率为0.5，但这两个物流只需要选择一个加以规定即可。

完成以上的输入后，按F7进入控制面板，按F5开始模拟运算，运算结束后再按F7回到数据浏览窗口，查看模拟结果如图3-30图3-31所示。