第三讲+热过程单元的仿真设计.pptx

化工设计软件 第三讲Simulation Design of Thermal Processes 热过程单元的仿真设计传热单元模型的分类传热单元归属换热器类(Heat Exchangers)，共7种模型，AspenPlus内部用的有4种，其余3种是与其它软件的接口模块：加热器 Heater换热器 HeatX多物流换热器 MHeatX热通量换热器 HXFlux传热单元模型的分类 (2)Heater 加热器模型Heater 模型用于模拟以下单元， 改变单股物流的温度、压力和相态：加热器冷却器阀门（仅改变压力，不涉及阻力）泵（仅改变压力，不涉及功率）压缩机（仅改变压力，不涉及功率）Heater 加热器模型（2）Heater —— 连接Heater 模型的连接图如下：Heater — 模型参数Heater模型有两组模型设定参数：1、闪蒸规定 ( Flash specifications) （1）温度 Temperature （2） 压力 Pressure （3）温度改变 Temperature change （4）蒸汽分率 Vapor fraction （5）过热度 Degrees of superheating （6）过冷度 Degrees of subcooling （7）热负荷 Heat duty从中任选两项Heater — 模型参数（2）Heater — 模型参数（3）Heater模型有两组模型设定参数：2、有效相态 ( Valid Phase )（1）蒸汽 （2）液体（3） 固体 （4）汽—液（5） 汽—液—液 （6）液—游离水（7） 汽—液—游离水Heater — 模型参数（4）Heater — 应用示例 (1) 温度20℃、压力0.41 MPa、流量4000 kg/hr 的软水在锅炉中加热成为0.39 MPa的饱和水蒸气进入生蒸汽总管。求所需的锅炉供热量。 Heater — 应用示例 (2) 流量为1000 kg/hr （0.4 MPa ）的饱和水蒸汽用蒸汽过热器加热到过热度 100 ℃（0.39 MPa），求过热蒸汽温度和所需供热量。 Heater— 应用示例 (3) 流量为 1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、 含乙醇70 %w、 水30 %w的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比（摩尔）=1/3。求冷凝器热负荷。 Case Study — 案例研究 案例研究(Case Study)是ASPEN Plus提供的模型分析工具(Model Analysis Tools)之一。当需要对多个不同的工况条件的结果进行比较时，尤其是不同工况有多个且数目不等的参数需要改变时，案例研究工具提供了非常方便的手段: 一次输入所有工况的参数值，通过批处理运行方式计算出全部结果，自动输出到结果文件中。Case Study— 案例研究（2）Case Study— 参数定义 首先在改变(Vary)表单中定义不同案例中需要改变的变量：使用变量序号(Variable number)下拉框中的新建(new)选项增添新的变量；使用调节变量(Manipulated variable)栏中的一组下拉框设定每一个变量的定义。Case Study—参数定义（2）Case Study— 参数赋值 然后在规定(Specification)表单中定义不同案例中调节变量的值：使用案例序号(Case number)下拉框中的新建(new)选项增添新的案例；在调节变量值(Values of manipulated variable)表的单元格中按顺序输入相应案例里每一个调节变量的给定值。Case Study— 参数赋值（2）Case Study— 批处理运行 完成案例定义后，从窗口的级联式菜单中选择“运行→批处理→提交”命令 Run→Batch→Submit并在弹出的对话框中设定运行代号(RunID)，运行结果输出文件将采用运行代号作为文件名。Case Study—批处理运行（2）Case Study—批处理运行（3）Case Study— 结果查看 案例研究的模拟结果采用文件输出，不能直接从图形用户界面中查看。运行完成后，会在工作目录下自动生成输入(*.inp)、状态(*.sta)、简汇(*.sum)和输出(*.out) 四个文本文件，结果数据在*.out文件中，可用文本编辑软件打开查看和编辑。Heater — 应用示例 (4) 流量为 100 kg/hr、压力为 0.2 MPa、温度为20 ℃的丙酮通过一电加热器。当加热功率分别为 2 kW、5 kW、10 kW 和 20 kW 时，求出口物流的状态。 Heater — 物性计算 利用Heater模块可以很方便地计算混合物在给定热力学状态下的各种物性数据，如泡点、露点、饱和