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精品word学习资料可编辑Aspen 第三讲———— 传热单元模型Heater 模型适用于简洁加热， 而不需要考虑使用什么样的加热介质时的换热设备类型，其连接图如下：传热单元属换热器型（ Heat Exchanger）共有七种模型，详细如下图所示；一般用于转变单股物流的温度，压力和相态，比如加热器 或冷却器；名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑全部模块的输入信息均相像定义流程名称， 单位制以及 User name定义存在哪些物质组分物性方法 :NRTL物流信息： 温度， 压力， 流量以及各自组分的含量或流量设备模块信息： 随模块功能不同而不同Heater 模型（ Block ）需要设定两种参数：（1） ） 闪蒸指标（ flash specification）名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑进行定义出口流体的温度（ Temperature），压力 (Pressure，) 温度增量(temperature change，) 蒸汽分率 (vapor fraction)，过热度 (Degree ofsuperheating)，过冷度 (Degree of subcooling)，热负荷 (Heat duty) 等选项需要指定详细数值，但不需要全部指定，通过点击下拉箭头任选 2种进行指定即可；（2） ） 有效相态 (valid phase)其中有蒸汽，液体，固体，汽 -液，汽-液-液，液-游离水，汽 -液-游离水等选项，同上，任选一种即可；示例：例 1: 20℃，0.41MPa ，4000kg/hr 流量的软水在锅炉中在压力不变的情形下， 加热后全部成为饱和的水蒸气进入总管； 求所需的锅炉供热量；解：第一步：建立换热模型，如下图所示：其次步：进行参数设定 ;第一是对整个单元进行 Set up，如下图所示：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑在组分 (component)中进行组分的定义， 依据题意， 所加热的组分是水（ water）；在物性（ Properties）中，进行物性方法的选择，在此题中，涉及汽 -液两相，较为复杂，我们选择“ NRTL ”物性方法；名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑在物流（ Stream）中，依据题意，将已知条件如温度，压力，流量等信息输入；在 Block 中进行该操作单元的相关设置：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑第三步：当全部参数设定完成后，即可进行运算，运算结果如下：热焓值名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑热负荷例 2: 流量为 100kg/hr ，压力为 0.2MPa ，温度为 20℃的丙酮通过一电加热器；当加热功率分别为 2kW ，5kW ，10kW 和 20kW ，且压力不变时，求出口物流的状态；解题步骤与例 1 基本相像，仅需在 block 的 input 中做如下转变 :当加热功率为 10kW 时：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑例 3 求压力为 0.2MPa，含甲醇 30%w，乙醇 20%w，正丙醇 20%w， 水 30%w 的混合物的泡点和露点；解：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑气液共气相汽相线 (露点线存区液相液相线(泡点线)xxsyt-y-x图露点温度：完全气化时的温度泡点温度：刚刚开头气化，但混合物仍然为液体时的温度；运算露点温度时，将气相组成 (Vapor faction)写为 1，)名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑当运算泡点温度时：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑Heaterx 模型Heaterx 模型适用于需要考虑使用什么样的 加热介质 时的换热设备类型，即用于模拟管 -壳式换热器（或称为间壁式换热器）其连接图如下（ 留意：冷热物流走向不行调换位置！ ！）：Hot outlet名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑Cold inletCold outlet名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑Hot inletHeatX 模块(Block) 有四组设定参数1， 运算类型 Calculation type 对于运算类型，有两个选项：1） 简捷运算 Short-cut不考虑换热器的几何结构对传热和压降的影响； 一般适用于并未告知换热器的几何结构如管径大小，管嘴接口大小以及管子排列 方式等信息的换热流程；名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑2） 详细运算 Detailed依据换热器的几何结构和流场情形进行传热和压降运算；第一确 定热流和冷流分别走的是壳程仍是管程； 一般适用于换热流程中已明确了几何结构的换热设备；2， 流淌方向 Flow direction3， 对数平均温差校正 LMTD correction对数平均温差有三个选项可以确定对数平均温差的校正系数， 选择其一即可；1） 常数 （ Constant）可以通过查询相关手册，由用户来指定校正系数；2） 几何结构（ Geometry）可以由软件依据换热器结构和流淌情形运算；3) 用户子程序 User-subr4， 换热器设定 Exchanger specification为了进行换热器的相关运算，仍需要对换热器进行更加详细的 说明，在换热器设定这一部分中有 13 个选项进行设定， 指定其名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑中一项即可 ；名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑例题：解：第一步：第一建立换热器模型如下：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑冷流体：甲醇管程热流体：水蒸气壳程其次步：建立全局信息 (Set up)，与以往相同；留意，不要遗忘填写 accounting 中的用户信息；第三步：定义组分如下：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑第四步：设置物性运算方法 (Properties)：第五步：对物流信息 (Stream)进行设置名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑第六步：换热器单元 (Block) 操作设置如下：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑6.1 Specification 的设定名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑6.2 对数平均温差校正 LMTD correction 的设定6.3 对于压降（ Pressure Drop）6.4 对于总传热系数方法 （ U methods）：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑这里选择 Phase-specific values，定义换热器每个传热区域传热系数，取默认值；至此简洁运算的各种设置与输入参数完成；第七步：开头运算，运算结果如下：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑以上换热面积是中意该换热过程所需要的面积值；名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑当需要进行某种换热器是否符合某种换热操作的判定时， 需要用到详细校核法进行换热器的运算，就步骤会略微有所更换；例：对上例选用下述换热器（水平放置）进行详细 核算（ Detailed）：壳内径 301mm，密封圈 2 个，壳体与管束间的距离为 10mm，管长： 3m，管径：Ф19*2mm，管数：76，排列方式：正三角，管间距为 25mm， 壳程数： 1，管程数： 2，挡板间距以及管束距离第一块挡板距离：150mm，折流板缺口高度 79mm，挡板有 19 个，壳壁到挡板的距离为 3mm，管束到挡板外缘距离为 1mm，壳程出入接管口径均为200mm，管程出入接管直径分别为 38， 32mm；解：第一步到第五步的相关信息设置同上例；从第六步：换热器单元操作设置开头设置有所变化；名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑对数平均温差 LMTD压降名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑总传热系数：换热器的几何形状膜系数用户自定义选择此项亦可输入有效相态：名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑所选换热器的基本信息输入：A，定义壳程结构（ Shell）壳程类型管程数换热器的朝向密封圈的数目名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑几何结构壳内直径壳到管束的间隙名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑管子处于挡板之间名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑TEMA Shell type壳内径 301mm，密封圈 2 个， 壳体与管束间的距离为 10mm， 管长： 3m，管径：Ф19*2mm，管数：76，排列方式：正三角，管间距为 25mm， 壳程数： 1， 管程数： 2，挡板间距以及管束距离第一块挡板距离： 150mm，折流板缺口高度 79mm，挡板有 19 个，壳壁到挡板的距离为 3mm，管束到挡板外缘距离为 1mm，壳程出入接管口径均为200mm，管程出入接管直径分别为 38， 32mm；名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可编辑B，定义管程结构 (Tubes)裸管 带翅片管管子数目 长度排列类型 管间距名师归纳总结——欢迎下载精品word学习资料可。