3.2　分流器

3.2.1　分流器模型自由度分析

分流器把物流（或熱流或功流）分割成兩個或多個出口物流，所有出口物流都具有相同的組成和物性。用該模塊可以模擬物流的分流、吹掃或放空，除了其中一個出口物流外，必須為所有的其他出口物流提供規定的流量信息。如圖3-24所示，物流1被分成物流2和物流3兩股。設確定每一股物流的獨立參數為流股的流量、溫度、壓力和組成，即（；，為組分數）共個獨立變量，則分流器模型中流股變量數目為。另外，分割分率?作為模塊變量，所以模型變量總數為。

對該模型作自由度分析，可以列出如下獨立方程：

獨立方程　　數目

物料平衡：

　　1

　　

能量平衡：

　　1

設備參數（分割分率α）：

　　1

其他內在關系式：

　　

[此方程與物料平衡方程聯立可推導，，因此這些方程不再作為獨立方程列出]

　　1

　　1

　　1

合計：　　

[以上三個方程與物料平衡方程、能量平衡方程及內在關系式聯立，可推導出，故不能再作為獨立方程列出。因為：由、及可得到，代入能量平衡方程，并應用總物料平衡方程可得出。又因為、、，所以必有。以上說明基于焓值是溫度、壓力和組成的單值函數的事實。]

所以分流器模型的自由度d=變量總數–獨立方程數=3(+2)+1–(2+4)=+3。

如給定進料流股的+2個變量及分割分率α，則+3個自由度就確定了，數學模型有唯一解，即輸出唯一確定。

3.2.2　分流器模擬

【例3-2】 假設物流1是流量為100kmol/hr，溫度為25℃，壓力為1atm的甲醇和水等摩爾混合物，此流股經過分流器將混合物分成流量相等的兩股物流2和物流3。

解：采用與例3-1同樣的方法啟動Aspen Plus 11.1，從流程繪制界面的左下方選擇FSplit模塊放置在窗口適當位置，連接好物流，另存為Example3-2.bkp，連接好的流程如圖3-25所示。點擊界面左上角的Data，在出現的下拉菜單中點擊Setup，填寫標題，用戶名和賬號（用字母或數字輸入，名稱自取）。定義組分結果如圖3-26所示，仍選擇NRTL物性模型方程，打開交互作用參數，如圖3-27所示，進料輸入如圖3-28所示。分流器模塊參數為分割比，如圖3-29所示，打開紅色提示的Blocks子菜單，再打開下面的名稱為FSplit的模塊，點擊下面的Input，右欄出現參數規定窗口，在出口物流2對應的Specification欄目選擇Split fraction,在value 欄目填寫0.5，這樣表示出口物流2的流量占進料的分率為50%。也可以規定物流3的分率為0.5，但這兩個物流只需要選擇一個加以規定即可。

完成以上的輸入后，按F7進入控制面板，按F5開始模擬運算，運算結束后再按F7回到數據瀏覽窗口，查看模擬結果如圖3-30圖3-31所示。