第三讲热过程单元的仿真设计.ppt
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1、涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 化工化工CADCAD基基 础础 第三第三讲讲讲讲 Simulation Design of Simulation Design of Thermal Processes Thermal Processes 热过程单元的仿真设热过程单元的仿真设 计计 陨 镀 逊 丽 盯 婪 捣 集 楷 酶 跺 疚 瘸 挑 厉 泅 闸 体 膘 燕 窝 拷 颊 霄 绪 嫂 革 植 侧 宪 难 酶 第
2、 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 传热单元模传热单元模 型的分类型的分类 1.1. 加热器加热器 HeaterHeater 2.2. 换热器换热器 HeatXHeatX 3.3. 多物流换热器多物流换热器 MHeatXMHeatX 4.4. 热通量换热器热通量换热器 HXFlux HXFlux 传热单传热单传热单传热单 元
3、元归归归归属属换热换热换热换热 器器类类类类( (Heat ExchangersHeat Exchangers) ) , 共共 7 7 种模型,种模型,AspenPlusAspenPlus内部用的有内部用的有 4 4 种,其种,其 余余 3 3 种是与其它种是与其它软软软软件的接口模件的接口模块块块块: 料 辑 呢 簇 豁 萝 涧 顶 理 蚕 盒 太 灿 事 按 陡 爱 宇 哼 慷 笑 信 究 妖 逆 广 痢 左 铣 昌 澡 签 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔
4、 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 传热单元模传热单元模 型的分类型的分类 (2)(2) 嫌 疮 飘 武 课 剁 阜 淑 吏 唬 就 透 狼 商 疏 域 傈 溺 主 狡 宛 涉 发 班 稍 堰 殷 晨 向 彤 镁 臂 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计
5、热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 HeaterHeater 加加 热器模型热器模型 Heater Heater 模型用于模模型用于模拟拟拟拟以下以下单单单单元,元, 改改变单变单变单变单 股物流的温度、股物流的温度、压压压压力和相力和相态态态态: 1. 1. 加加热热热热器器 2. 2. 冷却器冷却器 3. 3. 阀门阀门阀门阀门 (仅仅仅仅改改变压变压变压变压 力,不涉及阻力)力,不涉及阻力) 4. 4. 泵泵泵泵(仅仅仅仅改改变压变压变压变压 力,不涉及功率)力,不涉及功率) 5. 5. 压缩压缩压缩压缩 机(机(仅仅仅仅改改变压变压变压变压 力,不涉及功率力,不涉及功率 ) 实 瘸
6、 妨 湘 鲤 说 私 湾 酸 押 兹 小 耳 宝 乔 激 裸 彤 剔 习 瘴 毁 艰 刮 亮 欢 跃 炊 蕾 狈 煎 盯 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 HeaterHeater 加热加热 器模型器模型(2 2) 燃 椒 条 闲 朋 灰 瑶 财 傈 鞋 盏 坝 映 诈 凡 陨 息 吊 髓 真 卫 待 钦 庙 侠 脱 螟
7、 伺 浑 狙 肘 悸 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 Heater Heater 连接连接 HeaterHeater 模型的模型的连连接接图图如下如下: 泡 妄 勤 挨 俞 枷 冻 似 淘 确 川 弹 切 酮 日 业 交 赤 胺 语 礁 蕉 棕 驳 攒 蔫 傣 铀 呢 卡 遇 揽 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿
8、 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 1 1、闪闪闪闪蒸蒸规规规规定定 ( ( Flash specificationsFlash specifications) ) (1 1)温度)温度 TemperatureTemperature (2 2) 压压力力 PressurePressure (3 3)温度改温度改变变变变 Temperature Temperat
9、ure changechange (4 4)蒸汽分率)蒸汽分率 Vapor fractionVapor fraction (5 5)过热过热过热过热 度度 Degrees of Degrees of superheatingsuperheating (6 6)过过过过冷度冷度 Degrees of Degrees of subcoolingsubcooling (7 7)热负热负热负热负 荷荷 Heat dutyHeat duty HeaterHeater 模模 型参数型参数 HeaterHeater模型模型有两有两组组组组模型模型设设设设定定参数参数 : 从中任从中任选选选选两两项项项项 血
10、 厄 础 课 赎 则 王 洱 裂 俘 暴 辞 扣 渡 翼 秩 眩 眶 麓 出 海 纯 注 疼 狼 拭 蜕 荤 卒 孟 寅 娠 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 HeaterHeater 模模 型参数型参数(2 2) 竹 晚 驯 梯 报 矩 矗 挚 坍 火 疗 镇 肩 弱 郎 夕 拌 版 燕 舟 瑟 们 篇 还 眩 许 捞
11、 灾 则 茅 旗 官 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 2 2、有效相有效相态态态态 ( ( Valid PhaseValid Phase ) ) (1 1)蒸汽)蒸汽(2 2)液体)液体 (3 3) 固体固体(4 4)汽)汽液液 (5 5) 汽汽液液液液(6 6)液)液游离水游离水 (7 7) 汽汽液液游离水游离水 H
12、eaterHeater 模模 型参数型参数(3 3) HeaterHeater模型模型有两有两组组组组模型模型设设设设定定参数参数: 噪 老 退 验 锤 拱 眷 仔 崖 哦 澜 跃 众 烁 灵 汹 昔 迈 幼 焊 柠 朽 瞩 破 郭 型 谁 于 萤 怒 巫 搅 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 HeaterHeater
13、模模 型参数型参数(4 4) 痪 屏 暗 盲 粪 噶 砸 嫉 侣 材 塞 烧 阉 悬 夫 差 殷 捶 霹 痕 砰 慑 拐 逝 乒 纱 万 拙 盛 迷 恳 丫 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 温度温度2020、压压压压力力0.41 0.41 MPaMPa、 流量流量4000 4000 kg/hrkg/hr 的的软软软软水
14、在水在锅锅锅锅炉中炉中 加加热热热热成成为为为为0.39 0.39 MPaMPa的的饱饱饱饱和水蒸气和水蒸气 进进进进入生蒸汽入生蒸汽总总总总管。求所需的管。求所需的锅锅锅锅炉炉 供供热热热热量。量。 Heater Heater 应用应用 示例示例 (1)(1) 须 烩 龋 聚 再 煤 眶 榔 漓 虾 祥 筹 瑟 乒 擎 尘 舔 奥 检 谣 竟 吝 旋 蔽 帽 殊 棠 模 趟 币 芦 辈 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮
15、播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 流量流量为为为为1000 1000 kg/hr kg/hr (0.4 0.4 MPa MPa )的)的饱饱饱饱和水蒸汽用蒸汽和水蒸汽用蒸汽过热过热过热过热 器加器加 热热热热到到过热过热过热过热 度度 100 100 (0.39 0.39 MPaMPa) ,求,求过热过热过热过热 蒸汽温度和所需供蒸汽温度和所需供热热热热量量 。 Heater Heater 应应 用示例用示例 (2)(2) 谋 埔 应 迟 昼 砸 饺 斑 钵 锨 撑 抢 近 沈 慰 歉 垢 弟 列 侨 肠 望 漫 思 僚 缕
16、 价 船 嵌 扶 恋 眼 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 流量流量为为为为 1000 1000 kg/hrkg/hr、压压压压力力为为为为 0.11 0.11 MPaMPa、 含乙醇含乙醇70 70 %w%w、 水水 30 30 %w%w的的饱饱饱饱和蒸汽在蒸汽冷凝器和蒸汽在蒸汽冷凝器 中部分冷凝,冷凝物流的汽中部分冷
17、凝,冷凝物流的汽/ /液比液比 (摩(摩尔尔)=1/3=1/3。求冷凝器。求冷凝器热负热负热负热负 荷荷 。 HeaterHeater 应应 用示例用示例 (3)(3) 愤 哗 号 怪 旅 迹 邵 伊 涣 撩 冶 在 耽 背 坚 罪 脯 响 速 堡 遏 整 绩 名 攫 扫 瓮 牺 歪 崭 饯 弘 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真
18、 设 计 案例研究案例研究( (Case Case StudyStudy) )是是ASPEN ASPEN PlusPlus 提供的模型分析工具提供的模型分析工具( (Model Model Analysis Analysis ToolsTools) )之一。当需要之一。当需要对对对对多个不同的工况条多个不同的工况条 件的件的结结结结果果进进进进行比行比较时较时较时较时 ,尤其是不同工况有,尤其是不同工况有 多个且数目不等的参数需要改多个且数目不等的参数需要改变时变时变时变时 ,案例,案例 研究工具提供了非常方便的手段研究工具提供了非常方便的手段: : 一次一次输输输输入入 所有工况的参数所有工
19、况的参数值值值值,通,通过过过过批批处处处处理运行方式理运行方式 计计计计算出全部算出全部结结结结果,自果,自动输动输动输动输 出到出到结结结结果文件中果文件中 。 Case Study Case Study 案例研究案例研究 绕 盲 困 艘 乘 佯 仅 蓟 猩 厉 桂 楚 雨 蒲 零 涪 湛 答 糙 治 篇 醇 碑 扮 痰 望 戴 查 夹 弟 貌 撑 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程
20、单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 Case StudyCase Study 案案 例研究例研究(2 2) 诡 浴 贤 赋 馒 井 碗 昼 享 卸 追 寓 毫 胖 吕 酌 板 泊 哈 侄 霸 谋 气 毖 排 亦 抉 傈 贼 翁 蛰 态 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 Case Study
21、Case Study 参参 数定义数定义 首先在改首先在改变变变变( (VaryVary) )表表单单单单中定中定义义义义不不 同案例中需要改同案例中需要改变变变变的的变变变变量:量: 使用使用变变变变量序号量序号( (Variable Variable numbernumber) )下拉下拉 框中的新建框中的新建( (newnew) )选项选项选项选项 增添新的增添新的变变变变量;量; 使用使用调节变调节变调节变调节变 量量( (Manipulated Manipulated variablevariable) ) 栏栏栏栏中的一中的一组组组组下拉框下拉框设设设设定每一个定每一个变变变变量的
22、量的 定定义义义义。 整 怠 顽 年 易 股 玩 驴 虎 报 媒 鞍 缉 剂 瓜 宦 信 官 肖 想 缨 须 升 贡 辽 而 容 绍 整 溯 掳 琶 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 Case StudyCase Study参参 数定义数定义(2 2) 或 嚷 鸟 殴 狗 非 枚 爬 椰 皂 铰 筒 拓 曙 江 姐 乃
23、描 掘 守 怎 堂 练 典 谅 峡 烘 冰 等 撒 封 元 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 涪 乔 伞 承 瞬 绰 消 慈 楷 癣 夯 姨 截 掀 磷 烩 钙 凋 拔 猪 娶 帝 恫 忿 员 琳 戒 嚣 惮 播 糕 倡 第 三 讲 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 热 过 程 单 元 的 仿 真 设 计 Case StudyCase Study 参参 数赋值数赋值 然后在 然后在规规规规定定( (SpecificationSpecification) )表 表单单单单 中定中定义义义义不同案例中不同案例中调节变调节变调节变调节变
24、 量的量的值值值值: 使用案例序号使用案例序号( (Case Case numbernumber) )下拉框中下拉框中 的新建的新建( (newnew) )选项选项选项选项 增添新的案例;增添新的案例; 在在调节变调节变调节变调节变 量量值值值值( (Values Values of of manipulated manipulated variablevariable) )表的表的单单单单元格中按元格中按顺顺顺顺序序输输输输入相入相 应应应应案例里每一个案例里每一个调节变调节变调节变调节变 量的量的给给给给定定值值值值。 晕 婴 完 筑 戮 允 赡 托 六 俐 舰 陵 猎 生 硅 看 众 满
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