第三讲 热过程单元的仿真设计(一).ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 详细设置 散热片效率 管翅 翅片高度 翅片厚度 每单位长度的翅片数 翅片根部平均直径 翅片面积与内管面积比 翅片高度 详细设置 挡板 圆缺挡板 所有壳程中的挡板总数 挡板切割分率 管板到第一挡板的间距 挡板间距 管板到第后一个挡板的间距 壳壁/挡板间隙 管壁/挡板间隙 详细设置 挡板 棍式挡板 所有壳程中的挡板总数 圆环内径 圆环外径 支撑棍直径 每块挡板的支撑棍总长 详细设置 管嘴 输入壳程管嘴直径 进口管嘴直径 出口管嘴直径 输入管程管嘴直径 进口管嘴直径 出口管嘴直径 ` HeatX — LMTD校正 由于换热器内的流动并非理想的并流或逆流，因此有效传热推动力需在对数平均温差(LMTD)的基础上进行校正。校正因子的计算方法有四个选项： 1、常数(由用户指定校正系数，可查手册) 2、几何结构 (由软件根据换热器结构和流动情况计算) 3、用户子程序 4、计算值 (流动方向为多管程流动时采用) HeatX—— 简捷计算 出口压力 根据几何结构计算 依据流体关联式计算 分别指定热侧和冷侧的出口压力 指定值 0，代表出口的绝对压力值 指定值 ≤ 0，代表出口相对于进口的压力降低值 HeatX—— U - 相态法 总传热系数方法 常数 幂函数 相态法 分别指定冷热两侧不同相态组合下的传热系数 HeatX——结果查看 概况 Summary 衡算 Balance 换热器详情 Exchanger details 压降/速度 Pre drop/velocities 分区 Zones 用1200 kg/hr饱和水蒸汽 (0.3 MPa)加热2000 kg/hr 甲醇 (20 ℃、0.3 MPa)。离开换热器的蒸汽冷凝水压力为0.28 MPa、过冷度为2 ℃。换热器传热系数根据相态选择。求甲醇出口温度、相态、需要的换热面积。 HeatX — 应用示例 (1) 对上例选用下述换热器进行详细核算： 外壳直径：325mm,公称面积10m2,管长：3m,管径：?19*2mm，管数:76，排列方式：正三角，管程数：2，壳程数：1，折流板间距：150mm，折流板缺口高度：79mm. HeatX — 应用示例 (2) HeatX —— 概况 概况表单给出了冷、热物流的进、出口温度、压力、蒸汽分率(Vapor fraction)，以及换热器的热负荷(Heat duty)。 HeatX —— 概况 (2) HeatX——换热器详情 对于捷算法，换热器详情表单给出了需要的换热器面积(Required exchanger area) 、结垢(Dirty)条件下的平均传热系数(Avg. heat transfer coefficient)、校正后的对数平均温差(LMTD corrected) 和对数平均温差校正因子(LMTD correction factor)等有用的信息。 HeatX——换热器详情（2） HeatX —— 分区 分区表单给出了换热器内根据冷、热流体相态对传热面积分区计算的情况，包括各区域的热流体温度、冷流体温度、对数平均温差、传热系数、热负荷和传热面积信息。我们可根据此信息分析换热方案是否合理以及改进设计方案的方向。 HeatX —— 分区（2） * * * * * * * * * * * * * * * * CAPD基础 第五讲 Simulation Design of Thermal Processes 热过程单元的仿真设计 （一） 传热单元模型的分类 AspenPlus内部4种 与其它软件接口3种 加热器 换热器 热通量换热器 多物流换热器 传热单元换热器类(Heat Exchangers) Heater 加热器模型 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 —— 连接 Heater 模型的连接图如下： Heater — 模型参数 闪蒸规定 温度 蒸汽分率 热负荷 温度改变 过热度 过冷度 压降相关参数 任选其中两个 蒸汽 液体 固体 汽—液 汽—液—液 液—游离水 汽—液—游离水 液—污水 汽—液—污水 流量为4000 kg/hr 、温度为20 ℃、压力为0.41 MPa的软水在锅炉中加热成为0.39MP