aspen plus专业软件实训题目加答案.docx
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aspenplus专业软件实训题目加答案
《专业软件实训》上机报告要求
上机报告一、利用Flash2模型,以灵敏度分析为工具,模拟CO2在水中的溶解度与温度的变化曲线(压力1atm),其中起始温度为学生本人的学号最后两位,终点温度为80℃。
并以抓图的方式把“stream”、“blocks”、“sensitivity”的“input”中输入的内容粘贴到Word中,并给出CO2~水的溶解度随温度变化的Plot图。
(注:
物性方法选NRTL)
上机报告二、利用Flash2模型,以灵敏度分析为工具,模拟绝对湿度一定时,空气的露点温度(压力1atm),其中绝对湿度为学生本人的学号最后两位除以100(如学号最后两位为15,则绝对湿度为0.015Kg水/Kg空气)。
并以抓图的方式把“stream”、“blocks”、“sensitivity”的“input”中输入的内容粘贴到Word中,并给出结果(即绝对湿度为***时空气的露点温度为***)。
(注:
物性方法选NRTL)
上机报告三、利用DSTWU模型,模拟苯-甲苯-对二甲苯-异丙苯的简捷计算,其中进料为饱和液体,压力1.0atm,组成依次为0.3、0.3、0.3、0.1(摩尔分率),流量为学生学号后两位(单位为kmol/sec);苯为LK,回收率98%,对二甲苯为HK,回收率为2%;塔板压降0.05kPa,塔顶压力0.9atm,塔底压力1.1atm。
以三线表给出“stream”和“blocks”的结果,其中“stream”应给出all和Full的结果。
(注:
物性方法选NRTL-RK)
上机报告四、根据上题结果,利用RacFrac模型对结果校核(操作回流比为最小回流比的1.5倍)。
给出温度~塔盘、组成(汽液)~塔盘、流量(汽液)~塔盘的关系曲线图。
并以三线表给出“blocks”中“ResultsSummary”的“Summary”、“Blance”、“SplitFraction”结果。
上机报告五、在上题基础上,对筛板式塔盘进行设计计算,然后根据结果,进行校核计算。
将两种计算结果以三线表的形式给出,即“TraySizing”、“TrayRating”的“Results”和“Profiles”。
上机报告六、利用RacFrac模型,模拟甲烷-乙烷-丙烷-正丁烷-正戊烷-正葵烷的气体吸收过程,其中原料气进料温度50℃,压力5atm,组成甲烷0.8、乙烷0.1、丙烷0.05、正丁烷0.03、正戊烷0.02(摩尔分率),进料流量为学生学号后两位(单位为kmol/sec);吸收液进料温度50℃,压力5atm,组成正戊烷0.01、正葵烷0.99(摩尔分率),进料流量为学生学号后两位的两倍(单位为kmol/sec)。
以三线表给出“blocks”中“ResultsSummary”的“Summary”、“Blance”、“SplitFraction”结果。
(注:
物性方法选NRTL-RK)
上机报告七、上题中,若尾气中丙烷的组成为0.001(摩尔分率),则吸收液用量为多少。
利用“DesignSpecs”和“Vary”进行计算。
以抓图的方式把“DesignSpecs”的“Specification”、“Components”、“Feed/ProductStream”的内容,以及“Vary”的“Results”粘贴到Word中。
上机报告八、利用HeatX模型,模拟水(压力1atm,温度20℃,流量10tonne/hr)冷却热空气(压力1atm,温度120℃,流量为学生学号后两位的开平方tonne/hr)的计算。
换热器“Setup”采用“Shortcut”和“Design”,出口温度110℃。
以三线表给出“Stream”的“Results”(“Display”:
AllStream,“Format”:
Full)。
并给出“blocks”中“ThermalResults”下的所有结果,指出换热器的面积和对数平均温度值。
(注:
物性方法选IDEAL)
上机报告九、上题中,若换热器“Setup”采用“Hetran-Rigorous”和“Design”,出口温度110℃。
指出两种不同情况下,“blocks”中“ThermalResults”下结果的异同,并以三线表给出“blocks”中“HetranThermalResults”下的所有结果。
上机报告十、利用ASPENPlus的“B-JAC”模块,模拟计算20℃的水,将70℃的煤油冷却至50℃的过程,冷热流体操作压力均为1atm,冷流体流量为10tonne/hr,热流体流量为(10+学生学号后两位)tonne/hr。
以普通表格形式给出“ThermalSummary”下的所有结果。
并以“ExporttoDXP”将“MechanicalSummary”下“SettingPlan&TubesheetLayout”的换热器图输出,并插入到Word中。
注意:
1.报告封面打印必须用A4纸张,标题写“《专业软件实训》上机报告”,一号,黑体,加粗。
写明姓名、班级及学号(标题下方,三号宋体加粗居中)。
2.报告正文一律使用标准简化汉字,采用Word文档格式,用计算机打印在A4(21×29.7㎝)纸上。
采用单面打印,右侧装订。
3.每题的标题(如上机报告一、上机报告二……)以三号宋体加粗居左;正文基本用字为小四号宋体,数字及英文字体均为TimesNewRoman,字符间距:
标准,行距:
单倍。
页面上、下、左、右页边距的设定分别为:
3.0、2.5、3.0、2.0㎝。
4.除封面不编排页码外,报告正文部分请编排页码,起始页码为1,页码格式为“第*页共*页”,字体用五号宋体,数字用TimesNewRoman。
《专业软件实训》上机报告
班级:
化工102班
姓名:
曾懿
学号:
1011034044
上机报告一
1.1Stream中的input:
1.2Block中的input:
1.3Sensitivity中的input:
CO2溶解度随温度T变化关系图
由上图可知,当温度为44℃,CO2的溶解度为2.69235。
上机报告二
2.1Stream中的input:
2.2Block中的input:
2.3.1Sensitivity中的input:
2.3.2Sensitivity中的result:
由上图可得当绝对湿度为0.044kg水/kg空气时,空气的露点温度为39℃。
上机报告三
3.1Stream中的reasult:
D
F
W
Substream:
MIXED
MoleFlow:
kmol/hr
BENZE-01
21123.62
21554.7092
431.094185
TOLUE-01
11253.52
21554.7092
10301.1851
P-XYL-01
431.0942
21554.7092
21123.6151
ISOPR-01
18.15529
7184.90308
7166.7478
TotalFlow:
kmol/hr
32826.39
71849.0308
39022.6422
TotalFlow:
kg/hr
2734898
6821770.61
4086872.27
TotalFlow:
cum/hr
3387.76
7738.41254
5403.49117
Temperature:
C
84.78727
0
133.941901
Pressure:
bar
0.911925
1.01325
1.114575
VaporFrac
0
0
0
LiquidFrac
1
1
1
SolidFrac
0
0
0
Enthalpy:
kcal/mol
10.66159
0.65567962
1.16253756
Enthalpy:
kcal/kg
127.9687
6.90582366
11.1002459
Enthalpy:
MMkcal/hr
349.9865
47.1106217
45.3659389
Entropy:
cal/mol-K
-60.2271
-89.120177
-88.201229
Entropy:
cal/gm-K
-0.72289
-0.9386417
-0.8421709
Density:
kmol/cum
9.689702
9.2847248
7.22174626
Density:
kg/cum
807.288
881.546516
756.339215
AverageMW
83.31402
94.945896
104.730793
LiqVol60F:
cum/hr
3117.094
7839.24155
4722.14778
3.2block中的result:
Parameter
result
Minimumrefluxratio:
0.50512235
Actualrefluxratio:
1.01024469
Minimumnumberofstages:
4.95432489
Numberofactualstages:
8.78316403
Feedstage:
4.80758508
Numberofactualstagesabovefeed:
3.80758508
Reboilerheatingrequired:
MMkcal/hr
862.921698
Condensercoolingrequired:
MMkcal/hr
514.679858
Distillatetemperature:
℃
84.7872665
Bottomtemperature:
℃
133.941901
Distillatetofeedfraction:
0.45688005
HETP:
上机报告四
4.1各变量与塔板数的关系图
汽液组成与塔盘数关系图
汽液流量与塔盘数关系图
摩尔流率与塔盘数关系图
4.2Block中resultsummary:
4.2.1Summary:
Condenser/topstageperformance
Result
Temperature:
℃
79.2970315
Heatduty:
MMkcal/hr
-0.0219624
Disitilaterate:
kmol/hr
1.64476817
Refluxrate:
kmol/hr
1.24621374
Refluxratio
0.75768353
4.2.2Blance:
Total
In
Out
Rel.diff
Mole-flow:
kmol/hr
44
44
-1.615e-16
Mass-flow:
kg/hr
4177.61942
4177.61942
-4.768e-11
enthalpy:
MMkcal/hr
0.02885031
0.21752622
-0.8673709
4.2.3SplitFraction:
Component
D
W
BENZE-01
0.10956725
0.89043275
TOLUE-01
0.01353721
0.98646279
P-XYL-01
0.00137621
0.99862379
ISOPR-01
0.00036891
0.99963108
上机报告五:
5.1.1Traysizing中的result:
Sectionstartingstage
Section
endingstage
Stagewithmaximumdiameter
Columndiameter:
meter
Downcomerarea/columarea:
sqm
Sidedowncomervelocity:
m/sec
Sideweirlength:
meter
2
8
8
126.148814
0.10000155
0.00619823
91.6615483
5.1.2Traysizing中的profiles:
Stage
2
3
4
5
6
7
8
Diameter:
meter
4.931209
4.929595
124.9831
125.0221
125.1159
125.3739
126.1488
Totalarea:
sqm
19.09839
19.08589
12268.53
12276.18
12294.61
12345.37
12498.45
Activearea:
sqm
15.27896
15.26896
9814.978
9821.093
9835.836
9876.445
9998.917
Sidedowncomerarea:
sqm
1.90987
1.90862
1226.872
1227.637
1229.48
1234.556
1249.865
5.2Trayrating中的reasult:
5.2.1Trayratingsummary
Parameter
Result
Sectionstartingstage:
2
Sectionendingstage:
8
Maximumfloodingfactor:
36.83926
Stage:
8
Panel:
Sectionpressuredrop:
bar
20.00971
5.2.2Downcomeresult:
Parameter
Result
Maximumbackup/Trayspacing:
936.8182
Stage:
8
Backup:
571.0844meter
Stage:
8
Velocity:
3.944601m/sec
5.2.3Trayrating中的profiles:
Stage
Floodingfactor
Downcomervelocity
Downcomerbackup
Backup/Trayspace
Pressuredrop
m/sec
meter
bar
2
0.724473
0.017319
0.192004
0.314967
0.00794639
3
0.724019
0.017327
0.191938
0.314859
0.00786822
4
36.43993
3.907362
560.1417
918.8675
3.97424808
5
36.45233
3.908609
560.5013
919.4576
3.97663437
6
36.48586
3.911593
561.382
920.9022
3.98384458
7
36.57938
3.919796
563.8144
924.8924
4.0040036
8
36.83926
3.944601
571.0844
936.8182
4.0551601
上机报告六:
6.1Resultssummary中的summary:
Temperature:
F
Heatduty:
btu/hr
Distillaterate:
ibmol/hr
Refluxrate:
ibmol/hr
Refluxratio:
126.405229
0
265766.135
759762.9
2.8587649
6.2Resultssummary中的balance:
Total
In
Out
Rel.diff
Mole-flow:
lbmol/hr
1047636.67
1047636.67
0
Mass-flow:
lb/hr
106299984
106299984
1.40E-16
Enthalpy:
Btu/hr
-9.95E+10
-9.95E+10
-1.79E-07
6.3Resultssummary中的splitfraction:
Component
1
2
METHA-01
0.8468449
0.15315511
ETHAN-01
0.62731762
0.37268238
PROPA-01
0.30959313
0.69040687
N-BUT-01
0.03978253
0.96021746
N-PEN-01
0.06392465
0.93607535
N-DEC-01
0.0008116
0.9991884
上机报告七:
7.1.1Designspecs中的specification:
7.1.2Designspecs中的components:
7.1.3Designspecs中的feed/productstreams:
7.2Vary中的reasult:
上机报告八:
8.1Stream中的results:
LC
LJ
RC
RJ
Substream:
MIXED
MoleFlowkmol/hr
WATER
555.0844
555.0844
0
0
AIR
0
0
227.9753
227.9753
TotalFlowkmol/hr
555.0844
555.0844
227.9753
227.9753
TotalFlowkg/hr
10000
10000
6600
6600
TotalFlowcum/hr
10.03356
10.01681
7262.463
7452.01
TemperatureC
21.73649
20
110
120
Pressurebar
1.01325
1.01325
1
1
VaporFrac
0
0
1
1
LiquidFrac
1
1
0
0
SolidFrac
0
0
0
0
Enthalpykcal/mol
-68.2883
-68.3169
0.589971
0.659643
Enthalpykcal/kg
-3790.58
-3792.17
20.37862
22.78519
EnthalpyMMkcal/hr
-37.9063
-37.9222
0.134501
0.150384
Entropycal/mol-K
-39.0374
-39.1336
1.766911
1.946416
Entropycal/gm-K
-2.16691
-2.17225
0.061032
0.067233
Densitykmol/cum
55.32278
55.4153
0.031391
0.030592
Densitykg/cum
996.6553
998.3221
0.908783
0.885667
AverageMW
18.01528
18.01528
28.9505
28.9505
LiqVol60Fcum/hr
10.01927
10.01927
7.50374
7.50374
8.2Thermalresults:
8.2.1Summary:
inlet
outlet
Hotstream:
RJ
RC
temperature:
c
120
110
pressure:
bar
1.01325
1.01325
vaporfraction:
1
1
coldstream:
LJ
LC
temperature:
c
20
21.7364937
pressure:
bar
1.01325
1.01325
vaporfraction:
0
0
heatduty:
MMkcal/h
0.01588359
8.2.2Balance:
Total
In
Out
Rel.diff
Mole-flow:
kmol/hr
783.059688
783.059688
0
Mass-flow:
kg/hr
16600
16600
0
Enthalpy:
MMkcal/hr
-37.771821
-37.771821
0
8.2.3Exchangerdetails:
Parameter
result
Calculatedheatduty:
MMkcal/hr
0.01588359
Requiredexchangerarea:
sqm
0.2310183
Actualexchangerarea:
sqm
0.2310183
Percentoverdesign:
0
Avg.heattransfercoefficientdirty:
kcal/hr-sqm-k
730.868444
LMTD(corrected):
℃
94.07127
LMTDcorrectedfactor
1
numberofshells
1
换热器的面积为0.2310183sqm,对数平均温度为94.07127℃。
上机报告九:
9.1Shoutcut与hetran-rigorous的比较:
shortcut
Hetran-rigorous
Inlet
Outlet
Inlet
Outlet
Hotstream
RJ
RC
RJ
RC
temperature
120
110
120
110
Pressure:
bar
1.01325
1.01325
1.01325
1.01325
Vaporfraction:
1
1
1
1
Coldstream
LJ
LC
LJ
LC
Temperature:
20
21.7364937
20
21.7364914
Pressure:
bar
1.01325
1.01325
1.01325
1.01325
Vaporfraction
0
0
0
0
Heatduty:
MMkcal/hr
0.01588359
0.01588359
通过比较可知,这两种方法除了冷流体的出口温度有细微差别,其余的变量都相同。
9.2.1Hetranthermalresults中的overall:
Parameter
result
Hotstreamlocation:
SHELL
Heatduty:
MMkcal/hr
0.01588359
Requiredexchangerarea:
sqm
0.78797651
Actualex