本文目录
- Aspen模拟换热器需要考虑不凝气吗
- aspen换热器几何是灰的
- 换热器未提取至Aspenenergy
- 板式换热器在aspen plus上选哪个图形
- 能不能用aspen 进行设备选型，主要是精馏塔 和换热器，泵
- Aspen进阶篇3—换热器单元模拟
Aspen模拟换热器需要考虑不凝气吗
需要考虑。不凝气对换热器换热效果影响的会较大，aspen模拟换热器是对于给定的换热器当工艺介质进口，给定后模拟其出口状态及计算换热器的操作性能包括所有tema式的换热器，即前端abcd后端lmnp单换热器或换热器组串联最多为12台。
aspen换热器几何是灰的
在计算方法设置中将tema的振动分析也选上，默认的是不选。换热器几何就不是灰色的了。
换热器未提取至Aspenenergy
换热曲线没有选择。在工艺流股信息中利用换热器提取Aspenenergy的时候，未提取到是因为在操作的过程中换热曲线没有选择，导致无法计算，运行不出来，只需要选择并且导出即可。
板式换热器在aspen plus上选哪个图形
你的问题有三个部分。一是图形，二是换热器，三是换热器形式为板式。
换热器是aspen plus模型库的操作单元类型之一，为了在工艺流程图表示操作单元的形状与实际相像，每一类型有好几种图形，图形仅使阅图、交流方便，对计算结果没有影响。
换热器在工艺流程中有不同的功能，所以软件提供了几种类型的换热器。如仅供或放热的（物流本身的温度改变），这类型的换热器经常被应用。塔顶冷却器往往选Heater。当然也可用HeatX双物流换热器，把冷却水连接进去。要知道每一物流冷却水或加热蒸汽用量就得这样。这当然应用会复杂些。关于HeatX 软件有这样的叙说：
HeatX 也可以通过严格地模拟各种类型的管壳式换热器来进行严格的核算其中包括l 逆流和并流换热器l 段间折流板TEMA E F G H J 和X 型壳程l 杆状折流板TEMA E 和F 型壳程l 光管和低翅片管HeatX 能够对单相和双相物流进行具有热传递和压降估值的完整的区域分析要进行严格的热传递和压降计算必须输入换热器的几何尺寸。
所以你要的板式换热器它还没有这功能，故aspen plus不会计算板式。二股物流的换热如各自的进出口温度、换热量它可以计算。
换热器在它的操作手册还有一些说明供参考：
能不能用aspen 进行设备选型，主要是精馏塔 和换热器，泵
很多换热器因为已经标准化，你用aspen的EDR可以设计、核算已经选型，最终导出数据表和设备条件图……但对于塔器和泵，你顶多只能进行详细计算，一些重要的设备参数可以算出，但不可能像换热器那样出图
Aspen进阶篇3—换热器单元模拟
上两篇主要围绕简单单元模拟展开讲解，它们属于流程模拟里非常基础的模块，但流程模拟中的内容却不仅限于此，它主要包括了流体输送单元、换热单元、分离单元、反应单元等几个大的单元，加上不同的处理思路，从而构成丰富的流程模拟机制。 这一篇我会给大家介绍‘’大单元‘’之一 一一换热单元。换热器，顾名思义，是用来改变物体热力学状态的传热设备，比如实现给冷流体加热，给热流体冷却，以及使汽相冷凝、液相蒸发等等 。接下来将进行详细的介绍。 首先针对换热器单元模块做一个简单的介绍： 换热器Heater可以用于模拟计算单股或多股进料物流，使其变成某一特定温度、压力或相态下的单股物流；也可以通过设定条件来求解已知组成物流的热力学状态。 Heater可以进行以下类型的单相或多相计算： I.求已知物流的泡点或者露点 II.求已知物流的过热或者过冷的匹配温度 III.计算物流达到某一状态所需热负荷 IV.模拟加热器（冷却器）或换热器的一侧 V.已知压降的阀 VI.无需知道功率的泵和压缩机 典型的Heater流程连接图 Heater 模型设定参数 Heater模型有两组模型设定参数：闪蒸规定与有效相态 注意：指定压力（Pressure），当指定值》0时，代表出口的绝对压力值；当指定值《=0时，代表出口相对于进口的压降。 Heater 的常用的几种闪蒸规定组合 接下来通过两个实例进行讲解： Step1：打开软件，在Simulation界面建立如下的流程图 Step2：输入组分H2O Step3：选择物性方法IAPWS-95 Step4：根据题目要求输入进料条件 Step5：根据题目要求输入模块参数 Step6：运行程序，并查看运行结果 ，从这里可以得出结论：锅炉的供热量（即热负荷）为3664.15kW。 注意：Net duty是净负荷，即不考虑损失的总负荷值； Heat duty是实际的负荷，热负荷就是考虑热损失和其他损失的总负荷，即考虑了换热器效率之后的总负荷。 求解如下： （1）求甲醇的出口温度和汽相分数 Step1：打开软件，在Simulation界面建立如下的流程图 Step2：输入组分 （把题中的两种物质都输入，避免待会重新输入） Step3：选择物性方法RK-Soave，并查看二元交互作用参数 Step4：输入进料条件 Step5：输入模块参数 （负号表示压力降，有效相态使用系统默认的汽液两相） Step6：运行之后，查看计算结果： 出口温度79.4898℃，汽化分率为0.893949 （2）求热水放出的热量 Step1：在原来的流程图上再添加一台换热器HOT Step2：输入HOT换热器的进料条件 Step3：输入HOT换热器的模块参数 Step4：运行之后，查看计算结果 ：热负荷为-1.415Gcal/h，负号表示的是热水放出的热量（3）用HOT给COLD供热，求甲醇的出口温度 Step1：热流从HOT流向COLD，建立二者之间的热流联系，选择在Stream界面下的Heat箭头，将Material（物质）变成Heat（热），然后连接HOT与COLD Step2：我们可以清楚的知道当两者建立热联系之后，COLD冷却器的热负荷应该由HOT提供，不应该由用户指定，此时我们可以看到Duty一栏是灰色的 Step3：重新运行，查看结果 ：出口温度与第一问相同，而且我们可以看到热物流提供的热负荷与用户指定的热负荷完全相同 说明：这两股物流之间进行热交换，能量的转化率有一个限度，不可能热物流把热量全部给冷物流，而导致最终自己的温度比冷物流还低，最大的利用率可以通过夹点技术来进行分析，后面会推出关于这方面的文章，在这里不多加赘述。换热器HeatX可以用于模拟两股物流逆流或者并流换热时的热交换过程，可以对大多数类型的双物流换热器进行简捷计算或详细计算。HeatX主要有如下三种计算选项： I.Shortcut：可进行简捷设计或者模拟，用较少的输入来模拟或设计一台换热器，不需要知道换热器的详细结构 II.Detailed：在知道换热器的详细结构的情况下，可进行详细的核算或模拟，但不能进行换热器设计 III.Rigorous:包括Shell&Tube（管壳式换热器计算）、AirCooled（空冷器计算）和Plate（板式换热器计算）选项，可进行严格的设计、核算或模拟 三者比较如下图： 下面针对这三种计算选项，分别给出介绍：（1）Shortcut（简捷计算法） Shortcut可以通过很少的信息输入，完成换热器的简单、快速的设计或核算，为用户提供决策进行参考。 Step1：打开软件，建立如下的流程图 Step2：进入Properties界面输入组分，选择物性方法RK-Soave，并查看二元交互作用参数 Step3：输入冷热物流进料条件 Step4：输入模块参数 运行程序，在ThermalResults/Summary页面查看结果 ，其中甲醇出口温度为79.4898℃，换热器热负荷为1.415Gcar/h，这个结果与用Heater模块算的结果完全一致，验证了其正确性。 在ThermalResults/ExchangerDetails页面查看换热面积为49.4926m2 （2）Detailed（详细计算法） 说明：这个功能在8.8及以后版本已不被使用，详细计算在8.8及以后版本全归到EDR里。 Detailed可以在知道换热器详细的几何结构的条件下，结合物流的流动情况，计算换热器的换热面积、传热系数、对数平均温差校正因子和压降等系数，进行换热器的详细核算或模拟。 Step1：接着上例的程序，将计算类型换为Detailed ，出现如下对话框，表示：Detailed选项不能用于设计，忽略吗？ 选择Yes，页面出现红色标志，表示Detailed不能进行设计计算 这时候将运算类型设为RatingStep2：设置模块参数，这一部分做起来比较复杂同时也比较繁琐，接下来我会详细说明这个部分。 接下来进入Geometry界面，设置换热器的几何结构参数，具体包括壳程（Shell）、管程（Tubes）、挡板（Baffles）和管嘴（Nozzles）。 在壳程（Shell）界面，用户可以根据具体情况规定以下参数： 壳程类型（TEMA shell type） 管程数（No. of tube passes） 换热器方位（Exchanger orientation） 密封条数（Number of sealing strip pairs） 管程流向（Direction of tubeside flow） 壳内径（Inside shell diameter） 壳/管束间隙（Shell to bundle clearance） 串联壳程数（Number of shells in series） 并联壳程数（Number of shells in parallel） Step2（1）：针对于本题，管程数为2，壳内径为850mm，壳/管束间隙为15mm 接下来进入管程（Tubes）界面，这里有三组参数可以设定：（每组参数中的具体内容则要根据具体问题来确定） 换热管类型（Select tube type） 换热管布置（Tube layout） 换热管尺寸（Tube size，实际尺寸Actual或公称尺寸Nominal） Step2（2）：本题中设置成光滑管（翅片管一般会具体说明，没说明默认为光滑管），换热管总数（Total number）为200根，排布方式（Pattern）为正方形，换热管材料（Material）采用碳钢，管长（Length）8m，管心距（Pitch）为30mm，内径（Inner diameter）为20mm,外径（Outer diameter）为25mm,其他均采用默认设置。 然后进入挡板（Baffles）界面，有两种挡板结构可供选择，分别是圆缺挡板（Segmental baffle）和折流杆（Rod baffle）。Step2（3）：本题设置为圆缺挡板，圆缺率（Baffle cut）为0.2，挡板间距（Baffle to baffle spacing）为300mm 最后输入管嘴（Nozzles）参数， 这里用户可输入以下参数：壳程管嘴直径（Enter shellside nozzles diameters），包括进口管嘴直径（Inlet nozzle diameter）和出口管嘴直径（Outlet nozzle diameter）； 管程管嘴直径（Enter tube sidenozzles diameters），包括进口管嘴直径（Inlet nozzle diameter）和出口管嘴直径（Outlet nozzle diameter） Step2（4）：本题设置壳程管嘴直径为150mm，管程管嘴直径为200mm Step3：至此输入全部完成，运行程序，并查看结果 与简捷计算结果相比，两股物流换热后的状态以及换热器热负荷相差不大。 这里可以看出换热器面积与设计的有很大不同，从Percent over（under）design与设计（design）相比是-69.1788，而不是0，因而会有不同。 （3）Rigorous（严格计算法） Rigorous实际上是调用EDR软件，非常严格地进行换热器的设计、模拟或核算。 Step1：计算类型选择Rigorous/Size Shell&Tube，指定热物流位置为壳程（Shell），运算类型选择Design， 热物流出口温度仍未100℃，而此时EDR options标签为红色，表明仍有项目没填 Step2：点击Next，进入EDR options界面，在Input/File页面输入”RIGOROUS .EDR“文件名（后缀必须是.EDR） ，表示用Shell&Tube进行换热器严格设计，其结果保存在上述文件中。 Step3：指定冷热物流出口压降 Step4：运行程序，即可得到设计结果。 从下第一个图中可以看出甲醇出口温度为79.8698℃，热负荷为1.41487Gcal/h，这与例3结果略有不同。在Exchanger Details中可以看到换热器面积为26.6m2,这与前面两个例子差距均很大。这里我需要解释一下为什么差距很大，简捷法计算的结果是按软件自身的传热系数计算的，计算的公式简化了许多参数，算的结果可能不准确，因而会有所不同；而在详细计算中由于加上了结构，导致了总传热系数的改变，因而换热面积会有很大不同，这就是严格计算法为何与前面两个例子差距很大的原因。 还可以从EDR Brower/Results/Results Summary/TEMA sheet界面查看换热器的详细结果，如下 （三）换热器MHeatX 换热器MHeatX可以用来模拟一个换热器有多股热物流和多股冷物流的传热情况，当然也适用于两股物流的换热器。换热器MHeatX可以保证总的能量平衡，但不考虑换热器的几何结构。 换热器MHeatX可以完成一个详细的严格的内部区域分析，以确定换热器中所有物流的内部夹点以及加热和冷却曲线。 不同的物流可有不同类型的规定。换热器MHeatX假设所有未作规定的物流均有相同的出口温度，其温度由总的能量衡算决定。 这里做到了解会用就行，不必深究，且在此我也不做例子的说明了。 以上就是换热器模拟单元的所有内容，希望藉由此篇帮助大家了解换热器的内容及其使用。前面有朋友跟我说，我的文章里文字叙述过多，不便于直观的学习，这一篇我用了大量的图表，希望能给大家一个更好地学习形式，谢谢大家的支持！ 下篇预告：Aspen进阶篇4—流体输送单元模拟
