化工流程模拟实训AspenPlus教程第6章换热器单元模拟.pptx

第6章 换热器单元模拟换热器单元模拟6.1 概述6.2 换热器Heater6.3 换热器HeatX6.1 概述 换热器定义：换热器是用来改变物流热力学状态的传热设备。 1、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11％～ 40％ 。Aspen Plus 换热器单元模块说明：模块说明功能适用对象Heater加热器或冷却器改变一股物流的热力学状态加热器、冷却器、仅涉及压力的泵、阀门或压缩机HeatX两股物流换热器模拟两股物流换热过程管壳式换热器、空冷气、板式换热器MHeatX多股物流换热器模拟多股物流换热过程LNG换热器等6.2 换热器Heater Heater 模型用于模拟单股或多股物流，使其变成某一特定状态下的单股物流 ；也可通过设定条件来求已知组成物流的热力学状态。Heater可以进行以下类型的单相或多相计算：求已知物流的泡点或者露点求已知物流的过热或者过冷的匹配温度计算物流达到某一状态所需热负荷模拟加热器（冷却器）或换热器的一侧模拟泵、压缩机、压缩机（仅改变压力，不涉及功率）6.2 换热器Heater典型的Heater流程连接图物料流热流入口至少一股物料流入口任意股热流可选的出口一股物料流出口一股热流可选的一股水倾析物流可选的6.2 换热器HeaterHeater模型设定参数Heater模型有两组模型设定参数：闪蒸规定与有效相态闪蒸规定(Flash specifications)有效相态(ValidPhase)温度 Temperature蒸汽 Vapor-Only压力 Pressure液体 Liquid-Only温度 Temperature change固体 Solid-Only蒸汽分率 Vapor fraction汽-液 Vapor-Liquid过热 Degrees of superheating汽-液-液 Vapor-Liquid-Liquid过冷 Degrees of subcooling液-游离水 Liquid-Freewater热负荷 Heatduty汽-液-游离 Vapor-Liquid-Freewater注意：指定压力(Pressure)，当指定值0时，代表出口的绝对压力值；当指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。6.2 换热器HeaterHeater的常用的几种闪蒸规定组合压力（或压降）与右列之一出口温度热负荷或者入口热流率汽化分率温度改变过冷度或过热度出口温度或温度改变与右列之一压力热负荷汽化分率6.2 换热器HeaterHeater应用实例例6.1 25℃、压力0.4MPa、流率5000kg/hr的软水在锅炉中被加热变成0.45MPa的饱和蒸汽，物性方法选用针对水（蒸汽）体系的IAPWS-95。求所需的锅炉供热量。例6.2 流率为500kg/hr、压力为0.1MPa、含乙醇60%（w）、水40%（w）的饱和蒸汽在冷凝器中部分冷凝。冷凝器的压降为0，冷凝物流的汽/液比（mol）为1/1，物性方法选用UNIQUAC。求冷凝器热负荷。6.2 换热器HeatX 换热器HeatX用于模拟两股物流逆流或并流换热时的热量交换过程，可以对大多数类型的双物流换热器进行简捷计算或详细计算。 模拟下述常见结构的管-壳式换热器：逆流/并流（Countercurrent / Cocurrent)壳程采用折流板（Segmental Baffle in Shell)壳程采用棍式挡板（Rod Baffle in Shell)裸管/低翅片管（Bare/Low-finned Tubes)6.2 换热器HeatX典型的HeatX流程连接6.2 换热器HeatXHeatx的模型设定参数 HeatX 的设定要从HeatX的Specification页面进行操作，有四组设定参数：1、计算类型（Calculation）2、流动方式（Flow arrangement）3、运算模式（Type）4、换热器设定（Exchanger specification）6.2 换热器HeatXHeatx的模型设定参数1、Calculation栏中有五个选项：（1）简捷计算 （Short-cut）（2）详细计算 （Detailed）（3）管壳式换热器计算（ShellTube）（4）空冷器计算 （AirCooled）（5）板式换热器计算（Plate heat exchangers）6.2 换热器HeatXHeatx的模型设定参数2、流动方式设定包括以下选项：（1）热流体(Hot fluid)流动方式： 热流体走壳程 (Shell) /管程 (Tube) （2）流动方向(Flow direction)： 逆流(Countercurrent)/并流 (Coc