中国石油大学流体输送单元模拟.ppt

第5章 流体输送单元模拟目录n5.1 概述n5.2 泵泵Pumpn5.3 压缩压缩 机Comprn5.4 多级压缩级压缩 机Mcomprn5.5 阀门阀门 Valven5.6 管段Pipen5.7 管线线系统统Pipeline5.1 概述nAspen Plus提供6种流体输输送单单元模块块（ Pressure Changers）5.2 泵泵Pump nPump模块块用于模拟拟两种设备设备l泵泵（Pump）泵泵是把机械能转换转换 成液体的能量，用来给给液体增压压和输输送液体的流体机械 l水轮轮机（Turbine）水轮轮机是把水流的能量转换为转换为 旋转转机械能的动动力机械，它属于流体机械中的透平机械5.2 泵泵Pump——连连接n泵泵Pump连连接示意图图输入参数输出结果出口压力（Discharge pressure）所需功率（Fluid power/Brake power）压力增量（Pressure increase）所需功率（Fluid power/Brake power）压力比率（Pressure ratio）所需功率（Fluid power/Brake power）指定功率（Power required）出口压力（Discharge pressure）特性曲线（Use performance curve to determine discharge conditions）所需功率（Fluid power/Brake power）5.2 泵泵Pump——模块块参数（1）n泵泵Pump模块块有5种计计算形式出口压压力、泵泵的水力学效率和驱动驱动 机效率n常用参数指定：5.2 泵Pump——模块参数（2）指定模型指定参数指定效率n特性曲线线有三种输输入方式：5.2 泵泵Pump——特性曲线线（1）l列表数据 Tabular Datal多项项式 Polynomialsl用户户子程序 User Subroutinesl操作转转速下的单单根曲线线Single curve at operating speed；l参考转转速下的单单根曲线线Single curve at reference speed；l不同转转速下的多条曲线线Multiple curves at different speeds .n特性曲线线的数目，有三个选项选项 ：5.2 泵Pump——特性曲线（2）选择曲 线形式设定特性 曲线变量选择曲 线数目n在Curve Data页页面中输输入特性曲线线数据：5.2 泵泵Pump——特性曲线线（3）l特性曲线变线变 量的单单位Units of curve variablesl每根曲线线特性数据表如 Head vs. flow tablesl每根曲线线的对应转对应转 速Curve speeds5.2 泵Pump——特性曲线（4）曲线变 量单位曲线对 应转速输入流量—扬程数据5.2 泵泵Pump——特性曲线线（5）n在Efficiencies页页面中输输入效率数据：输输入流量—效率数据n当泵泵的操作转转速与特性曲线线的转转速不同时时，还还要 输输入操作转转速数据：5.2 泵Pump——特性曲线（6）规定操作转速5.2 泵Pump——特性曲线（7）n用多项项式表示特性曲线线：输入多项式系数5.2 泵泵Pump——NPSHR（1）n汽蚀蚀余量又叫净净正吸头头NPSH，是表示汽蚀蚀性能 的主要参数。

其中：Hs 为为允许许吸上真空度n设计泵设计泵 的安装位置时时，应应核算“必需汽蚀蚀余量” NPSHR——Net Positive Suction Head Requiredn在NPSHR页页面输输入NPSHR数据5.2 泵泵Pump——NPSHR（2）5.2 泵泵Pump——NPSHR（3）n根据安装和流动动情况可以算出泵进泵进 口处处的“有效 汽蚀蚀余量” NPSHA——Net Positive Suction Head Availablen在实际实际 使用条件下，选择选择 的泵应该满泵应该满 足：5.2 泵泵Pump——结结果查查看结结果查查看n从数据浏览浏览 器的Pump对对象下选择选择 Results | Summary，查查看结结果，结结果中显显示流体功率、轴轴 功率、电电功率等参数组分缩写式流率，kmol/hr甲烷C10.05 乙烷C20.45 丙烷C34.55 正丁烷NC48.60 异丁烷IC49.00 1,3-丁二烯DC49.005.2 泵泵Pump——例题题1n一泵泵将压压力为为170kPa的物流加压压到690kPa，进进 料的温度为为-10℃，摩尔流率及组组成如下表所示。

泵泵的效率为为80%，电动电动 机的效率为为100%计计算 泵泵提供给给流体的功率、泵泵所需要的轴轴功率以及电电 动动机消耗的电电功率各是多少？物性方法采用PENG -ROB5.2 泵泵Pump——例题题2流率，m3/hr201053扬程，m40250300400n一泵输泵输 送流率为为100kmol/hr的苯，苯的压压力为为 100kPa，温度为为40℃泵泵的效率是60%，电动电动 机的效率是90%，特性曲线线数据如下表所示计计 算泵泵的出口压压力、提供给给流体的功率及泵泵所需要的 轴轴功率各是多少？物性方法采用RK-SOAVE5.3 压缩压缩 机ComprnCompr 模型用于模拟拟四种单单元设备设备l多变变离心压缩压缩 机Polytropic Centrifugal Compressorl多变变正排量压缩压缩 机Polytropic Positive Displacement Compressorl等熵压缩熵压缩 机Isentropic Compressorl等熵熵汽轮轮机Isentropic Turbine5.3 压缩机Compr——连接n压缩压缩 机是将 机械能转变为转变为 气体能量，用 以给给气体增压压 或输输送的机械 。

按增压压程度 由低到高又可 以分为为通风风机 、鼓风风机和压压 缩缩机5.3 压缩压缩 机Compr——连连接nCompr 模型的连连接图图如下：nCompr 模块块模拟压缩拟压缩 机时时提供8种计计算模型：5.3 压缩压缩 机Compr——计计算模型（1）l等熵熵模型 Isentropic lASME等熵熵模型 Isentropic using ASME methodlGPSA等熵熵模型 Isentropic using GPSA methodlASME多变变模型 Polytropic using ASME methodlGPSA多变变模型 Polytropic using GPSA methodl分片积积分多变变模型Polytropic using piecewise integrationl正排量模型 Positive displacementl分片积积分正排量模型 Positive displacement using piecewise integration5.3 压缩压缩 机Compr——计计算模型（2）nCompr 模块块模拟压缩拟压缩 机时时提供8种计计算模型：5.3 压缩压缩 机Compr——计计算模型（3）nCompr 模块块模拟涡轮拟涡轮 机时仅时仅 有1种计计算模型：l等熵熵模型 Isentropic 输入参数输出结果出口压力（Discharge pressure）所需功率（Fluid power/Brake power）压力增量（Pressure increase）所需功率（Fluid power/Brake power）压力比率（Pressure ratio）所需功率（Fluid power/Brake power）指定功率（Power required）出口压力（Discharge pressure）特性曲线（Use performance curve to determine discharge conditions）所需功率（Fluid power/Brake power）5.3 压缩压缩 机Compr——模块块参数（1）n压缩压缩 机Compr模块块有5种计计算形式出口压压力+指定效率n常用参数指定：5.3 压缩机Compr——模块参数（2）选择类型规定出口条件规定效率等熵效率 多变效率 机械效率5.3 压缩压缩 机Compr——效率（1）l对对于压缩压缩 机l对对于汽轮轮机n等熵熵效率 Isentropic Efficiency5.3 压缩压缩 机Compr——效率（2）n多变变效率Polytropic Efficiency5.3 压缩压缩 机Compr——效率（3）n机械效率Mechanical Efficiencyl压缩压缩 机l汽轮轮机5.3 压缩压缩 机Compr——特性曲线线（1）n特性曲线线有4种输输入方式：l列表数据 Tabular Datal多项项式 Polynomialsl扩扩展多项项式 Extended Polynomialsl用户户子程序User Subroutinesl操作转转速下的单单根曲线线Single curve at operating speedl参考转转速下的单单根曲线线Single curve at reference speedl不同转转速下的多条曲线线Multiple curves at different speeds n 特性曲线线的数目，有三个选项选项：5.3 压缩机Compr——特性曲线（2）曲线 形式曲线 变量曲线 数量其他 选项5.3 压缩压缩 机Compr——结结果查查看n从数据浏览浏览 器的Compr对对象下选择选择 Results | Summary查查看结结果，结结果显显示轴轴功率、出口压压力 、出口温度等参数。

结结果查查看n物流的温度为为100℃，压压力为为690kPa，组组成下表 所示现现用多变压缩变压缩 机将该该物流压缩压缩 至3450kPa ，压缩压缩 机的多变变效率为为100%，驱动驱动 机的机械效 率为为100%计计算压缩压缩 机所需的轴轴功率及该该物流 的出口温度和体积积流率各是多少？物性方法采用 PENG-ROB5.3 压缩压缩 机Compr——例题题组分缩写式流率，kmol/hr 甲烷C10.05 乙烷C20.45 丙烷C34.55 正丁烷NC48.60 异丁烷IC49.00 1,3-丁二烯DC49.005.4 多级压缩机MComprn多级压缩级压缩 将气体的压缩过压缩过 程分在若干级级中进进行， 并在每级压缩级压缩 之后将气体导导入中间间冷却器进进行冷 却5.4 多级压缩级压缩 机Mcompr——连连接（1）nMCompr 模型的外部连连接图图如下：5.4 多级压缩级压缩 机Mcompr——连连接（2）nMCompr 模型的内部连连接图图如下：5.4 多级压缩级压缩 机Mcompr——计计算模型n多级压缩级压缩 机MCompr 模块块用于模拟拟四种单单元设设 备备l多级级多变压缩变压缩 机 Multi-stage Polytropic Compressorl多级级多变变正排量压缩压缩 机 Multi-stage Polytropic Positive Displacement Compressorl多级级等熵压缩熵压缩 机Multi-stage Isentropic Compressorl多级级等熵涡轮熵涡轮 机Multi-stage Isentropic Turbine5.4 多级压缩级压缩 机Mcompr——模块块参数（1）n MCompr 的模型参数l级级数 Number of stages指定压缩压缩 机的级级数l压缩压缩 机模型 Compressor model有6种计计算模型供选选用计算模型英文对照 等熵模型 Isentropic 。