Aspen Plus 換熱器模擬

1、Aspen Plus 換熱器模擬1.概述 在Aspen plus 中換熱器主要有以下幾種： 概述 換熱器模塊 Heater 加熱器/冷卻器 確定出口物流的熱和相態(tài)條件 HeatX 雙物流換熱器 在兩個(gè)物流之間換熱 MHeatX 多物流換熱器 在多股物流之間換熱 Hetran 管殼式換熱器 與BJAC 管殼式換熱器的接口程序 Aerotran 空冷換熱器 與BJAC 空氣冷卻換熱器的接口程序 在本次模擬中選取Heatx換熱器，HeatX有兩種簡(jiǎn)捷法和嚴(yán)格法計(jì)算模型。 簡(jiǎn)捷法（Shortcut）計(jì)算不需要換熱器結(jié)構(gòu)或幾何尺寸數(shù)據(jù)，可以使用最少的輸入量來模擬一個(gè)換熱器。Shortcut模型可進(jìn)行設(shè)計(jì)

2、模擬兩種計(jì)算，其中設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)工藝參數(shù)和總傳熱系數(shù)估算出傳熱面積。 嚴(yán)格法（Detailed）可以用換熱器幾何尺寸去估算傳熱膜系數(shù)、總傳熱系數(shù)、壓降、對(duì)數(shù)平均溫差校正因子等。嚴(yán)格法核算模型對(duì)HeatX提供了較多的規(guī)定選項(xiàng)，但也需要較多的輸入。Detailed模型不能進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 可以將HeatX 的Shortcut和Detailed結(jié)合完成換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算。首先依據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件用Shortcut 估算傳熱面積，然后依據(jù)Shortcut的計(jì)算結(jié)果用Detailed 進(jìn)行核算。 在使用 HeatX 模型前，首先要弄清下面這些問題： （1）HeatX能夠模擬的管殼換熱器類型 逆流和并流換熱器； 弓

3、形隔板TEMA E, F, G, H, J和X殼換熱器； 圓形隔板TEMA E和F殼換熱器； 裸管和翅片管換熱器。 （2）HeatX能夠進(jìn)行的計(jì)算 全區(qū)域分析； 傳熱和壓降計(jì)算； 顯熱、氣泡狀氣化、凝結(jié)膜系數(shù)計(jì)算； 內(nèi)置的或用戶定義的關(guān)聯(lián)式。 （3）HeatX不能進(jìn)行進(jìn)行的計(jì)算 機(jī)械震動(dòng)分析計(jì)算； 估算污垢系數(shù)。 （3）HeatX需要的輸入規(guī)定，必須提供下述規(guī)定之一 換熱器面積或幾何尺寸； 換熱器熱負(fù)荷； 熱流或冷流的出口溫度； 在換熱器兩端之一處的接近溫度； 熱流或冷流的過熱度/過冷度； 熱流或冷流的氣相分率（氣相分率為 0 表飽和液相）； 熱流或冷流的溫度變化。 2.HeatX簡(jiǎn)捷計(jì)算，設(shè)

4、計(jì)條件為： 烴物流 入口溫度：200、入口壓力：0.4 MPa； 流量：10000kg/hr； 組成：苯50%，苯乙烯20%，水10%。 冷卻水 入口溫度：20、入口壓力：1.0 MPa； 流量：60000 kg/hr。 烴出口氣化分率為0（飽和液相）； 兩物流無壓降。 2.1 定義流程 2.2 模擬設(shè)置（1） 全局設(shè)置單位設(shè)置：選用米制單位（MET）。 全局設(shè)置包括運(yùn)行類型、輸入模式、流率基準(zhǔn)、環(huán)境壓力、有效相和使用游離水的計(jì)算。其中有效相：烴物流的有效相是Vapor-Ligwid-Liquid（兩個(gè)液相：水-烴類）。 （2）定義用戶與工程信息 用戶與工程信息是必須填寫的，否則模擬不能運(yùn)行，

5、信息內(nèi)容不受限制。 2.3定義組分查看二元交互參數(shù)2.4定義物性計(jì)算方法和模型對(duì)于烴物流，用NRTL-RK物性方法，其他設(shè)置由系統(tǒng)默認(rèn)確定。2.5定義物流定義水入口條件定義烴入口條件2.6 HeatX模塊定義（1）Block Setup 設(shè)置Block Setup Specification 定義 Calculation 選擇計(jì)算方法Shortcut 簡(jiǎn)捷計(jì)算 Detailed 詳細(xì)計(jì)算 Hetran-Rigorous Type 模擬類型Rating 核算 Design 設(shè)計(jì)計(jì)算 Simulation 模擬 Flow arrangement 流程安排Shortcut不可選 Hot fluid

6、熱流體 Flow direction 流動(dòng)方向逆流Countcurrent 并流Co- current 多管程Multiplle-passes Exchanger specification 計(jì)算規(guī)定Specification 規(guī)定選擇項(xiàng) Exchanger area 傳熱面積 Minimum temperature approach 接近溫度這里選擇 Design模型，規(guī)定Hot stream outlet vapor fraction（熱物流出口氣化分率）為0，即出口烴為飽和液相。則模擬程序?qū)⒔o出傳熱面積、熱負(fù)荷及其它出口參數(shù)。 （2） Block Setup LMTD 設(shè)置，定義對(duì)數(shù)平均

7、溫差較正因子Block Setup LMTD LMTD calculation option LMTD 計(jì)算方法Constant LMTD 校正因子是常數(shù) Geometry 用換熱器規(guī)定和物流性質(zhì)計(jì)算LMTD校正因子 User subroutine 提供一個(gè)用戶子程序來計(jì)算LMTD校正因子 這里選擇 Constant， LMTD 校正因子是一個(gè)常數(shù)。（3）Block Setup U Methods設(shè)置，定義總傳熱系數(shù)方法Block Setup U Methods Selected calculation method 選擇計(jì)算方法Constant value 傳熱系數(shù)常數(shù)值 Phase-specific values 指明熱流和冷流的相態(tài) Power law expression 傳熱系數(shù)看成物流流率的函數(shù) 其它 這里選擇Phase-specific values，定義換熱器每個(gè)傳熱區(qū)域傳熱系數(shù)，取默