第3讲流体输送单元的仿真设计一.ppt
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1、CAPD基础 第三讲,Simulation Design for Fluid Transportation 流体输送单元 的仿真设计 (一),流体输送模型的分类,泵 Pump 压缩机 Compr 多级压缩机 MCompr 阀门 Valve 管道 Pipe 管线 Pipeline,在ASPEN Plus中流体输送单元归属压力改变器 (Pressure Changers)类别,共六种模型:,流体输送模型的分类(2),Pump 泵模型,1、泵(Pump) 2、水轮机(Hydraulic Turbine),Pump 模型用于模拟泵和水轮机两种单元设备,Pump 泵模型 (2),Pump 连接,Pump
2、 模型的连接图如下:,Pump 模型参数,Pump 模型有五种工作方式: 指定模型参数 计算结果参数,排出压力 所需(产)功率 压力增量 所需(产)功率 压力比率 所需(产)功率 所需(产)功率 排出压力 特性曲线 所需(产)功率,Pump 模型参数(2),最简单的用法是指定出口压力(Discharge pressure),并给定泵的水力学效率(Pump Efficiency)和驱动机效率(Driver Efficiency),计算得到出口流体状态和所需的轴功率和驱动机电功率。,Pump 模型参数(3),Pump 特性曲线,标准的设计方法是使用泵特性曲线(Performance curve)。
3、特性曲线有三种输入方式:,列表数据 Tabular Data 多项式 Polynomials 用户子程序 User Subroutines,列表数据是最常用的输入方式。,Pump 特性曲线(2),Pump 特性曲线(3),首先选择特性曲线的单位:,Pump 特性曲线(4),然后选择特性曲线的数目,有三个选项: 1、操作转速下的单根曲线 Single cueve at operating speed; 2、参考转速下的单根曲线 Single curve at reference speed; 3、不同转速下的多条曲线 Mutiple curves at different speeds .,Pu
4、mp 特性曲线(5),Pump 特性曲线(6),在Curve Data表单中输入具体数据: 1、特性曲线变量的单位 Units of curve variables; 2、每根曲线特性数据表 如 Head vs. flow tables; 3、每根曲线的对应转速 Curve speeds;,Pump 特性曲线(7),Pump 特性曲线(8),在Efficiencies表单输入效率数据:,Pump 特性曲线(9),当泵的操作转速与特性曲线的转速不同时,还要输入操作转速数据:,Pump 特性曲线(10),用多项式表示特性曲线:,Pump QNPSHR 表,设计泵的安装位置时,应核算“必需汽蚀余量”
5、 NPSHR Net Positive Suction Head Required,其中:Hs 为允许吸上真空度,Pump QNPSHR 表(2),在NPSHR表单中输入NPSHR数据,Pump NPSHA,根据安装和流动情况可以算出泵进口处的“有效汽蚀余量” NPSHA Net Positive Suction Head Available 在实际使用条件下,选择的泵应该满足,Pump 结果查看,从数据浏览器的Pump对象下选择Results查看结果,Pump 示例 1,一水泵将压强为 1.5 bar 的水加压到 6 bar,水的温度为 25 C,流量为 100 m3/h。泵的效率为 0.6
6、8,驱动电机的效率为 0.95。求:泵提供给流体的功率、泵所需要的轴功率、以及电机消耗的电功率各是多少?,Pump 示例 2,一离心泵输送流量为 100 m3/hr 的水,水的压强为 1.5 bar,温度为 25 C。泵的特性曲线如下: 流量(m3/hr) 70.0 90.0 109.0 120.0 扬程(m) 59.0 54.2 47.8 43.0 效率(%) 64.5 69.0 69.0 66.0 求: 泵的出口压力、提供给流体的功率、泵所需要的轴 功率各是多少?,Compr 压缩机模型,多变离心压缩机(Polytropic Centrifugal Compressor) 多变正排量压缩机
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