Aspen Plus 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