换热器模块.ppt

Aspen中的单元操作模型 混合器/分流器（Mixers/Splitters） 分离器(Separators) 换热器(Heat Exchangers) 塔(Columns) 反应器(Reactors) 压力变换器(Pressure Changers) 操作器(Manipulators) 固体(Solids) 用户模型(Users) 概念设计(Conceptual Design) 换热器 Heater模块可模拟： 加热器或冷却器（换热器的一侧） 已知压降的阀 当不需要与功有关的结果时的阀和压缩机 也可以用Heater来设置或改变一个物流的热力学状态。 用Heater模块可进行以下类型的单相或多相计算： 泡点或露点计算(Vapor Fraction 为1指露点条件，为0指泡点条件) 加入或移走任何数量的用户规定的热负荷 过热或过冷的匹配温度 需要到达某一气相分率所必需的冷热负荷。 Heater模块用户输入界面 对一Heater模块，用户可指定任意数量的入口端热流股 对净热耗计算的Heater模块，出口端可指定一个热流股 --Net heat load（净热耗）是指进口热流股总和减去实际（计算的）热负荷 当热流股作为模块的一个进料流股时，用户只需作一个热力学规定（温度或压力），Heater会自动将进口热流股的和作为热负荷规定。 HeatX可进行Shortcut、 Detailed核算和模拟计算，还可进行严格 （rigorous）设计计算； 当换热器几何尺寸未知或不重要时，可采用Shortcut核算模式（只进行简单的热衡算和质量衡算）； 对detailed和 rigorous热传递和压降计算，必须指定换热器几何尺寸； HeatX可直接进入Aspen严格换热器模拟软件： --Aspen Shell Tube Exchanger --Aspen Air Cooled Exchanger --Aspen Plate Exchanger --Hetran（管壳式换热器） --Aerotran（空冷换热器） 与换热器相关的结构和几何参数在“EDR Browser”下独立输入 HeatX模块可以模拟各种壳管式换热器类型 对大多数类型的双物流换热器进行简捷（Shortcut）或严格的（Detailed）核算计算 二者的区别是总的传热系数的计算方法 规定：/Setup Specification /Calculation Type HeatX的简捷方法（Shortcut） 采用用户规定（或缺省）总的传热系数值。 不需要换热器结构和几何尺寸数据，用户可以使用最少的输入量来模拟一个换热器。 可以规定换热器每侧的压降，压降是恒定的。 模型根据能量平衡和物料平衡来确定出口物流状态，并用一个常数值的传热系数来估算所需的换热面积，用户也可提供特定的相传热系数。 HeatX的严格方法(Detailed) 严格方法采用膜系数的严格热传递方程，并能合并由于壳程和管程侧膜所带来的管壁阻力，来计算总的传热系数。 用这种这种方法时需要知道几何尺寸。 严格法需要较多的输入选项。 在Setup/Pressure Drop 页上定压力选项来选择压降计算。 HeatX不能进行下列计算 不能进行设计计算（用Hetran，Aerotran）； 不能进行机械振动分析； 不能估算污垢热阻系数。 HeatX中的LMTD（对数平均温差） 换热器方程通用形式为Q=UA.F.LMTD。 其中：F（Factor,校正因子）反映了流动偏离逆流流动的程度。 用户在Setup Specifications页上用LMTD Correction Factor区域选择。 简捷法LMTD校正因子是恒定的； 严格法可以选择Constant( F是常数）、Geometry(采用换热器规定和物流性质计算）和User subroutine(用户提供一个子程序来计算） HeatX中LMTD（对数平均温差） HeatX中传热系数 在setup/U Methods页设定计算方法。 简捷法和严格法中都提供以下三种方法： --constant value（常数） --Phase-specific values(指定冷、热相态，每个区域一个常数) --PowerLaw expression（传热系数的幂指数表达式） 严格法另外提供了三种方法，Exchanger geome-try, Film coefficients（用膜系数来计算) 和User subroutine 。 HeatX中传热系数 在Setup U Methods页设定计算方法。 HeatX严格法用膜系数计算传热系数的规定 在Setup Film Coefficients页上Caluculation Method中选择