AspenPlus换热器模拟.docx
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AspenPlus换热器模拟.docx
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AspenPlus换热器模拟
AspenPlus换热器模拟
1.概述
在Aspenplus中换热器主要有以下几种:
概述换热器模块
Heater
加热器/冷却器
确定出口物流的热和相态条件
HeatX
双物流换热器
在两个物流之间换热
MHeatX
多物流换热器
在多股物流之间换热
Hetran
管壳式换热器
与BJAC管壳式换热器的接口程序
Aerotran
空冷换热器
与BJAC空气冷却换热器的接口程序
在本次模拟中选取Heatx换热器,HeatX有两种简捷法和严格法计算模型。
简捷法(Shortcut)计算不需要换热器结构或几何尺寸数据,可以使用最少的输入量来模拟一个换热器。
Shortcut模型可进行设计模拟两种计算,其中设计计算依据工艺参数和总传热系数估算出传热面积。
严格法(Detailed)可以用换热器几何尺寸去估算传热膜系数、总传热系数、压降、对数平均温差校正因子等。
严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项,但也需要较多的输入。
Detailed模型不能进行设计计算。
可以将HeatX的Shortcut和Detailed结合完成换热器设计计算。
首先依据给定的设计条件用Shortcut估算传热面积,然后依据Shortcut的计算结果用Detailed进行核算。
在使用HeatX模型前,首先要弄清下面这些问题:
(1)HeatX能够模拟的管壳换热器类型
逆流和并流换热器;
弓形隔板TEMAE,F,G,H,J和X壳换热器;
圆形隔板TEMAE和F壳换热器;
裸管和翅片管换热器。
(2)HeatX能够进行的计算
全区域分析;
传热和压降计算;
显热、气泡状气化、凝结膜系数计算;
内置的或用户定义的关联式。
(3)HeatX不能进行进行的计算
机械震动分析计算;
估算污垢系数。
(3)HeatX需要的输入规定,必须提供下述规定之一
换热器面积或几何尺寸;
换热器热负荷;
热流或冷流的出口温度;
在换热器两端之一处的接近温度;
热流或冷流的过热度/过冷度;
热流或冷流的气相分率(气相分率为0表饱和液相);
热流或冷流的温度变化。
2.HeatX简捷计算,设计条件为:
烃物流
入口温度:
200℃、入口压力:
0.4MPa;
流量:
10000kg/hr;
组成:
苯50%,苯乙烯20%,水10%。
冷却水
入口温度:
20℃、入口压力:
1.0MPa;
流量:
60000kg/hr。
烃出口气化分率为0(饱和液相);
两物流无压降。
2.1定义流程
2.2模拟设置
(1)全局设置
单位设置:
选用米制单位(MET)。
全局设置包括运行类型、输入模式、流率基准、环境压力、有效相和使用游离水的计算。
其中有效相:
烃物流的有效相是Vapor-Ligwid-Liquid(两个液相:
水-烃类)。
(2)定义用户与工程信息
用户与工程信息是必须填写的,否则模拟不能运行,信息内容不受限制。
2.3定义组分
查看二元交互参数
2.4定义物性计算方法和模型
对于烃物流,用NRTL-RK物性方法,其他设置由系统默认确定。
2.5定义物流
定义水入口条件
定义烃入口条件
2.6HeatX模块定义
(1)BlockSetup设置
BlockSetupSpecification
定义
Calculation
选择计算方法
Shortcut
简捷计算
Detailed
详细计算
Hetran-Rigorous
Type
模拟类型
Rating
核算
Design
设计计算
Simulation
模拟
Flowarrangement
流程安排
Shortcut不可选
Hotfluid
热流体
Flowdirection
流动方向
逆流Countcurrent
并流Co-current
多管程Multiplle-passes
Exchangerspecification
计算规定
Specification
规定选择项
Exchangerarea
传热面积
Minimumtemperatureapproach
接近温度
这里选择Design模型,规定Hotstreamoutletvaporfraction(热物流出口气化分率)为0,即出口烃为饱和液相。
则模拟程序将给出传热面积、热负荷及其它出口参数。
(2)BlockSetupLMTD设置,定义对数平均温差较正因子
BlockSetupLMTD
LMTDcalculationoption
LMTD计算方法
Constant
LMTD校正因子是常数
Geometry
用换热器规定和物流性质计算LMTD校正因子
Usersubroutine
提供一个用户子程序来计算LMTD校正因子
这里选择Constant,LMTD校正因子是一个常数。
(3)BlockSetupUMethods设置,定义总传热系数方法
BlockSetupUMethods
Selectedcalculationmethod
选择计算方法
Constantvalue
传热系数常数值
Phase-specificvalues
指明热流和冷流的相态
Powerlawexpression
传热系数看成物流流率的函数
……
其它
这里选择Phase-specificvalues,定义换热器每个传热区域传热系数,取默认值。
至此设置与输入参数完成,接下来可以进行模拟运算。
3.运行结果
(1)出口物流参数计算结果
(2)热计算结果
AspenPlus换热器模拟
姓名:
刘顺
学号:
541104030126
班级:
11-01
专业:
过程装备与控制过程
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