Aspen-Plus-换热器模拟.doc

Aspen Plus 换热器模拟1.概述 在Aspen plus 中换热器主要有以下几种： 概述 换热器模块 Heater 加热器/冷却器 确定出口物流的热和相态条件 HeatX 双物流换热器 在两个物流之间换热 MHeatX 多物流换热器 在多股物流之间换热 Hetran 管壳式换热器 与BJAC 管壳式换热器的接口程序 Aerotran 空冷换热器 与BJAC 空气冷却换热器的接口程序 在本次模拟中选取Heatx换热器，HeatX有两种简捷法和严格法计算模型 简捷法（Shortcut）计算不需要换热器结构或几何尺寸数据，可以使用最少的输入量来模拟一个换热器Shortcut模型可进行设计模拟两种计算，其中设计计算依据工艺参数和总传热系数估算出传热面积 严格法（Detailed）可以用换热器几何尺寸去估算传热膜系数、总传热系数、压降、对数平均温差校正因子等严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项，但也需要较多的输入Detailed模型不能进行设计计算 可以将HeatX 的Shortcut和Detailed结合完成换热器设计计算首先依据给定的设计条件用Shortcut 估算传热面积，然后依据Shortcut的计算结果用Detailed 进行核算。

在使用 HeatX 模型前，首先要弄清下面这些问题： （1）HeatX能够模拟的管壳换热器类型 逆流和并流换热器； 弓形隔板TEMA E, F, G, H, J和X壳换热器； 圆形隔板TEMA E和F壳换热器； 裸管和翅片管换热器 （2）HeatX能够进行的计算 全区域分析； 传热和压降计算； 显热、气泡状气化、凝结膜系数计算； 内置的或用户定义的关联式 （3）HeatX不能进行进行的计算 机械震动分析计算； 估算污垢系数 （3）HeatX需要的输入规定，必须提供下述规定之一 换热器面积或几何尺寸； 换热器热负荷； 热流或冷流的出口温度； 在换热器两端之一处的接近温度； 热流或冷流的过热度/过冷度； 热流或冷流的气相分率（气相分率为 0 表饱和液相）； 热流或冷流的温度变化 2.HeatX简捷计算，设计条件为： 烃物流 入口温度：200℃、入口压力：0.4 MPa； 流量：10000kg/hr； 组成：苯50%，苯乙烯20%，水10% 冷却水 入口温度：20℃、入口压力：1.0 MPa； 流量：60000 kg/hr。

烃出口气化分率为0（饱和液相）； 两物流无压降 2.1 定义流程 2.2 模拟设置（1） 全局设置单位设置：选用米制单位（MET） 全局设置包括运行类型、输入模式、流率基准、环境压力、有效相和使用游离水的计算其中有效相：烃物流的有效相是Vapor-Ligwid-Liquid（两个液相：水-烃类） （2）定义用户与工程信息 用户与工程信息是必须填写的，否则模拟不能运行，信息内容不受限制 2.3定义组分查看二元交互参数2.4定义物性计算方法和模型对于烃物流，用NRTL-RK物性方法，其他设置由系统默认确定2.5定义物流定义水入口条件定义烃入口条件2.6 HeatX模块定义（1）Block Setup 设置Block Setup Specification 定义 Calculation 选择计算方法Shortcut 简捷计算 Detailed 详细计算 Hetran-Rigorous Type 模拟类型Rating 核算 Design 设计计算 Simulation 模拟 Flow arrangement 流程安排Shortcut不可选 Hot fluid 热流体 Flow direction 流动方向逆流Countcurrent 并流Co- current 多管程Multiplle-passes Exchanger specification 计算规定Specification 规定选择项 Exchanger area 传热面积 Minimum temperature approach 接近温度这里选择 Design模型，规定Hot stream outlet vapor fraction（热物流出口气化分率）为0，即出口烃为饱和液相。

则模拟程序将给出传热面积、热负荷及其它出口参数 （2） Block Setup LMTD 设置，定义对数平均温差较正因子Block Setup LMTD LMTD calculation option LMTD 计算方法Constant LMTD 校正因子是常数 Geometry 用换热器规定和物流性质计算LMTD校正因子 User subroutine 提供一个用户子程序来计算LMTD校正因子 这里选择 Constant， LMTD 校正因子是一个常数3）Block Setup U Methods设置，定义总传热系数方法Block Setup U Methods Selected calculation method 选择计算方法Constant value 传热系数常数值 Phase-specific values 指明热流和冷流的相态 Power law expression 传热系数看成物流流率的函数 …… 其它 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 至此设置与输入参数完成，接下来可以进行模拟运算 3. 运行结果（1） 出口物流参数计算结果（2） 热计算结果 Aspen Plus 换热器模拟姓名：刘顺学号：541104030126班级：11-01专业：过程装备与控制过程。