Aspen Plus 换热器模拟

1、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

2、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

3、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

4、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，

5、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

6、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

7、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