11Fortran模块.docx

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11Fortran模块

第十一章Fortran模块

　　目的：

介绍AspenPlus中Fortran模块的用法。

（1）Fortran模块

●用户可以写AspenPlus执行Fortran模块

●AspenPlus能够解释简单的Fortran，并且不需要编译

●若编译较复杂Fortran代码，在运行AspenPlus引擎的机器上必须有Fortran编译器

●必须通过直接检查由Fortran模块修改的变量值来查看一个Fortran模块的执行结果

●位于/Data/FlowsheetingOptions/Fortran下

●在AspenPlus新版本中Fortran模块已改为Caculator模块，位于Data/FlowsheetingOptions/Calculator下，内容基本不变。

（2）Fortran模块举例

用Fortran模块设置Heater模块压降。

换热器压降与换热器体积流量的平方成正比。

●访问那一个流程变量？

Ø物流REAC-OUT的体积流量

Ø经过模块COOL的压降

●什么时候执行Fortran模块?

在COOL模块之前

●要读取那一个变量，写入那一个变量?

Ø读取体积流量

Ø写入压降

（3）Fortran模块的用法

●前馈控制（根据上游物流计算的值设置流程输入）

●调用外部子程序

●从外部文件输入或输出到外部文件

●写到控制面板、历史文件或报告文件上

●定制报告

（4）Fortran模块应用步骤

a）访问在Fortran内使用的流程变量

必须标识所有读取或写入的流程变量（FortranInputDefine页）

b）编写Fortran

为达到预期结果，要编写非执行（COMMON、EQUIVALENCE等）Fortran（FortranInputDeclarations页）和可执行Fortran（FortranInputFortran页）

c）规定Fortran模块在执行顺序中的位置（FortranInputSequence页）

直接规定，或

用读写变量规定

（5）注意

a）只有输入到流程中的参量才可改写

b）书写内嵌Fortran规则如下：

Fortran代码必须从第七列以后开始写

注释行必须在第一列中用“C”或“;”

第二列是空的

c）变量名不能以IZ或ZZ开头

d）在FortranInputSequence页上，规定Fortran模块在哪执行的首选方法是列出读写变量

e）当使用FortranWRITE语句时，可以用预先定义的单元号NTERM向控制面板写入。

例如，write（NTERM,*）‘FeedFlowrate=‘,flow

（6）练习

目的：

用Fortran模块维持反应器进料甲烷与水的比。

在甲烷转化装置中，甲烷和水反应生成氢气，生成一氧化碳副产品。

发生的反应如下：

CH4+H2O=3H2+CO

转化器进料含有纯甲烷和水，在进转化器之前混合加热。

甲烷转化率为99.5%，进料中甲烷对水的摩尔比为1:

4。

创建如下面所示图中的流程。

建立灵敏度模块，并绘制图表，显示反应器热负荷随进料的甲烷流率变化情况，甲烷流率从100变到500lbmol/hr。

注意：

对于每一个灵敏度分析工况，进料中甲烷和水的比必须维持恒定（提示：

通过Fortran模块完成）

采用Peng-Robinson物性方法。

完成后另存为文件名：

Fortran.BKP。

Temp=150F

Press=900psi

具体过程如下：

画出流程图，如下所示。

其中MIX采用/HeatExchangers/Heater模块，REFORMER采用/Reactors/RStoic模块。

输入组分CH4、H2O、H2、CO。

采用PENG-ROB物性方法。

查看二元交互参数。

指定CH4物流。

温度150F，压力900psi，CH4流率初值为100lbmol/hr。

指定H2O物流。

温度70F，压力15psi，H2O流率初值为400lbmol/hr。

指定MIX模块。

温度1100F，压力850psi。

指定REFORMER模块。

温度1450F，压力20psi。

设定REFORMER模块中的Reactions选项。

点击New...添加新反应。

点击New...按扭添加新反应

定义反应CH4+H2O=3H2+CO（注意反应物的计量系数为负值）和CH4的转化率0.995。

定义完成后如下所示。

进入/Data/FlowsheetingOptions/Fortran选项。

点击New...添加新的Fortran模块。

点击New...按扭添加新Fortran模块

输入Fortran模块的ID。

点击New...定义一个新的Fortran变量。

点击New...按扭定义新Fortran变量

输入变量名字CH4，代表CH4物流中CH4的流率。

定义CH4变量。

选Streams（物流）类、Mole-Flow类型、CH4物流、CH4组分。

定义完成后如下所示。

点击New...定义第二个Fortran变量。

点击New...按扭定义第二个Fortran变量

输入变量名字H2O。

定义H2O变量。

选Streams（物流）类、Mole-Flow类型、H2O物流、H2O组分。

定义完成后如下。

指定Fortran选项。

输入H2O=4*CH4，注意从第7列以后输入（Fortran语言规定）。

第七列以后

定义Sequence选项。

选Useread/writevariables（使用读/写变量），Readvariables和Writevariables分别为CH4和H2O。

进入/Data/ModelAnalysisTools/Sensitivity选项。

点击New...定义新的灵敏度分析。

点击New...按扭定义新的灵敏度分析

输入刚定义的灵敏度分析的ID。

点击New...添加新的变量。

点击New...按扭定义新的变量

输入变量名字CH4，代表CH4物流中CH4的流率。

定义CH4变量。

选Streams（物流）类、Mole-Flow类型、CH4物流、CH4组分。

同样定义H2O变量。

选Streams（物流）类、Mole-Flow类型、H2O物流、H2O组分。

定义DUTY变量。

选Blocks（模块）类、Block-Var类型、QCALC变量。

至此，定义了三个变量CH4、H2O和DUTY，完成后如下。

设定Vary选项。

选Mole-Flow类型、CH4物流、CH4组分，CH4变化范围100-500（lbmol/hr），步长100（lbmol/hr）。

设定Tabulate（列表）选项。

选H2O和DUTY制表。

打开控制面板，运行如下。

查看灵敏度分析的结果如下。

可以看出CH4流率从100变至500lbmol/hr，H2O和DUTY的变化情况。

下面将上面得到的结果作图。

选中CH4流率一列，点击下拉菜单Plot/X-AxisVariable。

选中DUTY一列，点击下拉菜单Plot/Y-AxisVariable。

点击下拉菜单Plot/DisplayPlot。

作出DUTY~CH4图如下。

它反应了加热器的热负荷DUTY随CH4流率的变化情况。