第3讲流体输送单元的仿真设计一课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,CAPD,基础,第三讲,Simulation Design,for Fluid Transportation,流体输送单元,的,仿真设计,（一）,CAPD基础 第三讲Simulation Design,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,P,ipeline,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泵Pump在ASPEN Plus中流体输,流体输送模型的分类,（,2,）,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1、泵（Pump)Pump 模型用于模拟,Pump,泵模型,（,2,）,Pump 泵模型（2）,Pump,连接,Pump,模型的连接图如下：,Pump 连接Pump 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 Pump 模型有五种工作,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（2）最简单的用法是指定,Pump,模型参数,（,3,）,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,),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 标准的设计方法是使用泵特,Pump,特性曲线,（,2,）,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（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.,Pump 特性曲线（4）然后选择特性曲线的数目，有三个,Pump,特性曲线,（,5,）,Pump 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（6）在Curve Data表单中输,Pump,特性曲线,（,7,）,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（8）在Efficiencies表单,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（9）当泵的操作转速与,Pump,特性曲线,（,10,）,用多项式表示特性曲线,：,Pump 特性曲线（10）用多项式表示特,Pump,QNPSHR,表,设计泵的安装位置时，应核算“必需汽蚀余量”,NPSHR,N,et,P,ositive,S,uction,H,ead,R,equired,其中：,Hs,为允许吸上真空度,Pump QNPSHR 表 设计泵的安装,Pump,QNPSHR,表,（,2,）,在,NPSHR,表单中输入,NPSHR,数据,Pump QNPSHR 表（2）在NPSHR表单中输入,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,N,et,P,ositive,S,uction,H,ead,A,vailable,在实际使用条件下，选择的泵应该满足,Pump NPSHA根据安装和流动情况可以算出泵进口处,Pump,结果查看,从数据浏览器的,Pump,对象下选择,Results,查看结果,Pump 结果查看从数据浏览器的Pump对象下选择Re,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 m,3,/h,。

泵的效率为,0.68,，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 1 一水泵将压强为 1.5 b,Pump,示例,2,一离心泵输送流量为,100 m,3,/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（,m,3,/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？,Pump 示例 2 一离心泵输送流量为 100,Compr,压缩机模型,多变离心压缩机,（,Polytropic Centrifugal Compressor),多变正排量压缩机,（,Polytropic Positive Displacement Compressor),等熵压缩机,（,Isentropic Compressor),等熵汽轮机,（,Isentropic Turbine),Compr,模型用于模拟四种单元设备,Compr 压缩机模型多变离心压缩机（Polytropic,Compr,压缩机模型,（,2,）,Compr 压缩机模型（2）,Compr,连接,Compr,模型的连接图如下：,Compr连接Compr 模型的连接图如下：,Compr,计算模型,Compr,模块提供八种计算模型：,等熵模型,Isentropic(,Mollier-based methods,),ASME,等熵模型,Isentropic using ASME method,GPSA,等熵模型,Isentropic using GPSA method,ASME,多变模型,Polytropic using ASME method,GPSA,多变模型,Polytropic using GPSA method,分片积分多变模型,Polytropic using piecewise,integration,正排量模型,Positive displacement,分片积分正排量模型,Positive displacement using,piecewise integration,Compr 计算模型Compr 模块提供八种计算模型：等,Compr,计算模型,（,2,）,Compr计算模型（2）,Compr,模型参数,Compr,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,制动马力排出压力,特性曲线所需（产）功率,Compr 模型参数 Compr 模型有五种工,Compr,模型参数,(2),Compr模型参数(2),1,、等熵效率,Isentropic Efficiency,对于,压缩机,对于,汽轮机,Compr,效率（,1,）,Compr,模型有三种效率：,1、等熵效率Isentropic EfficiencyCo,Compr,效率（,2,）,2,、多变效率,Polytropic Efficiency,Compr 效率（2）2、多变效率Polytropic,3,、机械效率,Mechanical Efficiency,压缩机,汽轮机,Compr,效率（,3,）,3、机械效率Mechanical EfficiencyCo,Compr,效率（,4,）,Compr 效率（4）,Compr,特性曲线,压缩机也用特性曲线表征其工作性能。

特性曲线,有四种输入方式：,列表数据,Tabular Data,多项式,Polynomials,扩展多项式,Extended Polynomials,用户子程序,User Subroutines,列表数据是常用的,输入方式Compr 特性曲线压缩机也用特性曲线表征其工作性能特,Compr,特性曲线,(2),Compr特性曲线(2),Compr,特性曲线,(3),用扩展多项式表示特性曲线,:,Compr特性曲线(3)用扩展多项式表示特性曲线:,Compr,结果查看,从数据浏览器的,Compr,对象下选择,Results,查看结果,Compr 结果查看从数据浏览器的Compr对象下选择,Compr,示例,1,一压缩机将压强为,1.1 bar,的空气加压到,3.3 bar,，空气的温度为,25,C,，,流量为,1000 m,3,/h,压缩机,的多变效率为,0.71,，驱动机构的机械效率为,0.97,求：压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少？,Compr 示例 1一压缩机将压强为 1.1 bar 的,Compr,示例,2,一汽轮机用压强为,35 bar,、温度为,435,C,的过热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为,10 bar,，蒸汽的,流量为,10000 kg/h,。

汽轮机,的等熵效率为,0.8,，驱动机构的机械效率为,0.98,求：,汽轮,机所提供的机械功率以及蒸汽的出口温度和体积流量各是多少？,Compr 示例 2一汽轮机用压强为 35 bar、温度,MCompr,多级压缩机模型,多级多变压缩机,（,Multi-stage,Polytropic Compressor),多级多变正排量压缩机,（,Multi-stage,Polytropic Positive Displacement Compressor),多级等熵压缩机,（,Multi-stage,Isentropic Compressor),多级等熵涡轮机,（,Multi-stage,Isentropic Turbine),MC,ompr,模型用于模拟四种单元设备,MCompr 多级压缩机模型多级多变压缩机（Multi-,MCompr,多级压缩机模型,（,2,）,MCompr 多级压缩机模型（2）,MC,ompr,连接,(1),MCompr,模型的外部连接图如下：,MCompr 连接(1)MCompr 模型的外部连接图,MC,ompr,连接,(2),MCompr,模型的内部连接图如下：,MCompr连接(2)MCompr 模型的内部连接图如,MC,ompr,模型参数,M,Compr,的,模型参数有,级数,(,Number of stages,),指定压缩机的级数。

压缩机模型,(,Compressor model,),有六种计算模型供选用设定方式,(,Specification type,),指定压缩机的工作方式MCompr 模型参数 MCompr 的模型参数有,MC,ompr,模型参数,(2),设定方式与,Compr,模块有所不。