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文档简介
ECSS化工之星用户手册PAGEVItc"1.化工之星简介"\l1第一章化工之星简介tc"1.1ECSS化工之星"\l1xe"ECSS化工之星"1.1ECSS化工之星ECSS化工之星是综合运用化学工程、应用化学、工程数学、系统工程和计算机科学等理论,结合大量工程实践经验开发而成的计算机软件系统,属信息技术在过程工业应用的高新技术成果。可广泛用于过程研究开发、过程设计、装置的模拟与优化、过程去瓶颈分析、装置扩产节能挖潜改造等,是利用信息技术改造传统过程工业的基本工具和手段。该系统具有强大的过程模拟、分析、优化、设备设计及环境评价等功能。tc"1.2应用领域"\l21.2应用领域ECSS化工之星适用于天然气加工、石油炼制、石油化工、化学工业、轻工等过程工业以下应用:1)新过程设计2)过程选择3)过程改造(扩产、节能、节水等)4)发现过程瓶颈及去瓶颈分析5)过程最优化6)过程环境影响评价7)化工设备设计及核算tc"1.3主要功能"\l21.3主要功能1.3.1过程模拟过程模拟对若干单元构成的一段流程进行模拟计算,得到严格的物料、能量衡算数据。化工之星可以自动根据用户构造的过程流程确定计算顺序。用户也可给定计算顺序,并选择循环流收敛方法。化工之星可模拟大型过程流程,理论上单元模块总数、物流、能流总数不受限制,取决于计算机具体配置,能够满足各种模拟计算的需要。化工之星过程模拟计算按照过程模块中的信息调用有关模块,不象程序驱动要求的那样,流程模拟任务由一个非常大的运算程序来完成,而是过程中的单元模块只有一个副本注留内存,因此结构灵活,占用系统资源少。1.3.2设计规定设计规定是控制过程中某个可调节变量使目标变量达到用户期望的值(设定值)。一般在全流程模拟完成后,通过设置设计规定模块来完成。1.3.3过程灵敏度分析灵敏度分析是研究一变量(因变量)随另一变量(自变量)的变化关系。灵敏度分析也是在流程模拟之后进行。1.3.4过程优化ECSS化工之星的过程优化是根据用户给定的目标函数采用逐次二次规划法(SQP),将用户给定的一些设计变量进行优化计算,最后给出一套能使目标函数最大或最小的设计变量。过程优化要在流程模拟之后进行。在过程优化前,用户需确定目标函数、扰动变量、非独立变量和等式约束等参数。目标函数是由物流、能流及模块信息的线性组合而成。1.3.5工况分析工况之间可以是流程结构不同,模块参数不同,或物流信息不同,因此确定一个工况可以改变流程中的所有信息。对于改变流程结构或增减模块的情况,可通过分别进行流程模拟来发现规律,找出最佳流程。工况分析只分析不同的模块参数(操作条件)及物流信息对模拟结果的影响。工况分析是在流程模拟之后进行。对一个流程同时最多可以进行12个工况的工况分析。1.3.6设备设计1)换热器设计与核算6.1换热器设计与核算可以对已有的管壳式换热器进行核算,得出其传热性能,也可用于设计新的管壳式换热器,得出其结构尺寸及传热性能。设计分为标准设计和非标准设计,标准设计计算出的换热器符合我国的标准系列,非标准设计需用户给定部分换热器结构尺寸计算出一些主要结构尺寸并满足过程换热要求。可对无相变换热器、釜式再沸器、立式热虹吸再沸器、单组分卧式冷凝器、单组分立式冷凝器、单组分卧式冷凝冷却器、多组分卧式冷凝器、多组分立式冷凝器、多组分冷凝冷却器、立式蒸发器、降膜式蒸发器、卧式热虹吸式再沸器、含惰气卧式冷凝器、含惰气立式冷凝器和水蒸汽蒸馏用再沸器共十五种管壳式换热器进行设计和核算。2)塔板设计可对泡帽塔板、浮阀塔板、筛板塔板三种类型的塔板进行设计或核算。设计计算主要是根据塔板的操作参数等,按照标准系列设计出合适的塔板,给出塔的主要结构参数,塔板的各项阻力降,并可自动绘制出塔的性能负荷图。校核计算主要是根据塔的操作参数及结构参数计算塔的操作是否在安全范围以内,若操作不正常,分析可能存在问题的实质,同样也可自动自动绘制出塔的性能负荷图。3)填料塔设计可对乱堆、规整填料的填料塔进行设计或核算。化工之星可提供实体和乱堆40多种填料数据,由用户根据实际需要选择。设计计算主要是根据塔的操作参数、填料数据等,设计出合适的塔径,填料塔的阻力降、液泛速度等。校核计算主要是根据塔的操作参数及结构参数计算塔的操作是否在安全范围以内,若操作不正常,分析可能存在问题的实质,计算其阻力降、液泛速度等。1.3.7管路计算可对不可压缩流体(一般为液体)、可压缩流体(一般为气体)和气液两相流三种流体类型的不同流动类型进行管路计算。管路计算有以下三个功能:已知管径求出口压力、已知流速求出口压力及管径、已知压降求管径。1.3.8过程环境影响评价ECSS化工之星具有化合物环境影响数据库。可对物流、单元模块、流程分别进行环境影响评价。评价内容:温室效应潜值GWP、臭氧层损害潜值ODP、光氧化潜值SFP、酸雨潜值AP、富营养化潜值EP、人体摄入毒性潜值HTPI、人体暴露毒性潜值HTPE、水生态毒性潜值ATP、陆生态毒性潜值TTP及对环境总的影响。tc"1.4主要特点"\l21.4主要特点1.4.1强大易用的图形用户界面灵活流程绘制和数据输入灵活单位值设定灵活的在线单位换算基于颜色的输入指导灵活的物流数据表能力灵活的控制选择(运行、停止、断点设置)可视收敛状态数据正确性检查塔板分布、性能负荷图显示、输出1.4.2丰富的基础物性1600多种纯物质基础物性数据库石油馏份物性处理状态方程交互作用参数库活度系数函数参数数据库化合物环境物性数据库用户扩充组份能力1.4.3任意组合的热力学性质计算对非极性或弱极性物系,可采用状态方程法。该法利用状态方程计算所需的全部性质和汽液平衡常数。已实现的状态方程有:理想方程(ID)、SRK、PR、PT、PRSV、BWRS、LK。极性物系,采用状态方程与活度系数方程相结合的组合法,即汽相采用状态方程法,液相逸度采用活度系数法计算,液相的其它性质采用状态方程或经验关联式法。已实现的活度系数方程有:Wilson、NRTL、UNIQUC、UNIFAC。用户可以从汽液相逸度、焓、熵、密度计算方法上,根据具体问题任意组合。1.4.4先进的环境影响评价方法化合物环境影响评价物流环境影响评价单元模块环境影响评价过程环境影响评价1.4.5在线帮助与知识查询综合的在线帮助系统在线用户手册在线技术手册在线化工知识数据库
tc"2.系统安装"\l1第二章系统安装tc"2.1环境要求"\l22.1环境要求硬件环境:PII以上CPU,内存64M以上,硬盘100M以上。软件环境:WIN95,WIN98,WIN2000,WINNTtc"2.2安装步骤"\l2xe"安装"2.2安装步骤2.2.1软件安装化工之星的安装界面非常简单方便。第一步:把安装光盘插入光驱,然后击安装光盘的安装文件setup.exe启动安装程序,界面如下:第二步:单击next按钮,显示用户许可协议,出现如下界面:第三步:如果同意协议,单击“是”按钮,选择安装路径,可选择缺省路径,出现如下界面:第四步:如需更改安径,可以直接输入安装路径,也可以单击“浏览”按钮,进入下面界面:第五步:确定好安装路径,单击next按钮,出现界面如下:第六步:单击next按钮,进行安装,安装过程中出现进度条显示安装进度,安装完成后,出现如下界面:第七步:单击结束按钮,安装结束.。2.2.2加密狗安装在软件安装过程中,不需要加密狗。软件安装完毕,如需使用本软件,则应将加密狗安装在打印口上,再直接运行软件主程序即可。2.2.3网络版安装指南1. 在充当服务器的计算机上运行光盘“ECSS服务器版安装程序”下的setup.exe文件,安装ECSS化工之星服务器程序。2. 在客户机上运行光盘“ECSS客户机版安装程序”下的setup.exe文件,安装ECSS化工之星客户机程序。3. 把随盘附带的“ECSS化工之星”专备的加密狗插在服务器计算机的打印口上。4. 在服务器上运行“ECSS化工之星服务器程序”。此时可在服务器上运行“ECSS化工之星”。5. 在客户机上运行“ECSS化工之星客户机程序”。在弹出的对话框中单击“浏览….”,选择服务器上安装“ECSS化工之星”的路径,按“确定”即可。如果在客户机上找不到服务器上安装“ECSS化工之星”的路径,请确认服务器上安装的“ECSS化工之星”的目录已经共享。运行客户机上的“ECSS化工之星4.21”即可开始使用。以后再在客户机上使用“ECSS化工之星”直接执行即可,不必在执行第5tc"2.3系统文件说明"\l2xe"安装"2.3系统文件说明本系统的所有程序均安装在化工之星的安装目录下,cstar.exe为运行主程序,其他支持部分简介如下:dll子目录:存放计算程序的动态连接库dat子目录:包括物性及热力学数据库resource目录:各种图形、位图、图标等资源文件user目录:用户的工作目录,包括输入、输出的文件。用户的输入文件包括后缀为.glb、.blk、.str、.prp和.ecs工程名文件,对进行工况分析的工程,还包括后缀为.cas的文件。对一个计算完成的工程项目,如果需要备份存档,只需保存这些用户输入文件。输出文件主要包括后缀为.rep文件。另外,message.txt为计算过程输出的信息,每次打开或新建一个工程,该文件都将刷新。
tc"3.基本操作"\l1第三章基本操作tc"3.1系统设置规定"\l2xe"热负荷"xe"颜色规定"xe"能流"xe"热力学方法"xe"组份数"3.1系统设置规定3.1.1颜色规定1)输入对话框中的颜色绿-表示系统缺省值,用户修改后变为蓝色蓝-用户输入的值红-用户必须输入或有错误的值,当运行按钮为红色时不能运行,只有变为蓝色时才可。2)单元图标的颜色绿-缺省的颜色红-正在计算的当前模块蓝-计算完成的模块灰-计算完成但没收敛的模块黄-选中的模块粉红-断点模块3)模块中连接物流的位置红-需要连接的位置绿-可以连接的位置3.1.2能流及热负荷输入能流需要用户给定热负荷,输出能流是计算出的热负荷。能流的箭头方向代表热量的传输方向,热量可是正值、可是负值。对输入能流来讲,正值表示加热,负值表示取出热量(给入冷量)。对输出能流来讲,正值表示放出热量,负值表示吸收热量(放出冷量)。如果一个模块即有输入能流而对话框中又输入了热负荷,则该模块的输入热负荷按两者加和计算。3.1.3组份数及热力学方法组份数不得超过100,热力学方法不得超过20。3.1.4单元进出口物流能流数所有∏型接口一般只需连接一股,其它类型可以连接多股。具体情况可参考各个模块。3.1.5流程图箭头方向为物流或能流的输送方向,对没有连接设备的一端,将标有方框。灰色物流表示处于激活状态。有虚框的模块处于激活状态。tc"3.2功能菜单"\l13.2功能菜单tc"3.2.1文件"\l2xe"另存为"xe"新建"xe"打印流程图"xe"打开"xe"存盘"3.2.1文件3.2.1.1新建开始一个工程计算,首先选择该命令新建一个项目。项目名称有缺省值(project*),该名称可以在第一次存盘时重新给定,或用命令"另存为"改名。3.2.1.2打开如果打开一个老的项目,选择该命令。项目文件后缀必须是.ecs。3.2.1.3存盘保存当前的模拟,即保存当前的文件,第一次保存时用户可以重新输入项目名称,以后存盘就采用当前的名称。3.2.1.4另存为如果要将当前项目改名,选择该命令。这时,重新将所有数据按新名存盘,以后的输入或修改都针对这个项目进行。原来名称的项目还在,还可以采用命令"打开"继续。3.2.1.5发送项目到ECSS该命令可以将当前项目的输入数据文件发送到ECSS开发小组。该命令必须在连接到Internet之后进行。3.2.1.6打印流程图该命令用来将流程图输送到打印机打印,进入打印对话况后,要将打印机的打印方式改为横打。tc"3.2.2编辑"\l2xe"拷贝"xe"粘贴"xe"全选"xe"删除"3.2.2编辑3.2.2.1拷贝将当前物流或模块的参数拷贝到内存,当选择命令"粘贴"时,将产生一个具有相同参数的物流或模块。拷贝一次,可以重复粘贴。用该命令前必须点击需要拷贝的物流或模块,使它处于激活状态。另外,该命令只能拷贝一个物流或模块。3.2.2.2粘贴将产生一个物流或模块,将"拷贝"的物流或模块参数付给新产生的物流和模块。具体操作是点击该命令后,新填加一个物流和模块(粘贴模块时无须点击工具条中的图标,只需点击画布上一点即可,粘贴物流时需要点击工具条中的图标,在画布上新画一股物流)。注意,粘贴只能是同性质的物流或模块进行,不可以拷贝的是物流,而粘贴到模块。也不能拷贝的是闪蒸器,而粘贴到其它类型的模块(如塔、换热器等)。3.2.2.3删除当处于激活状态的物流或模块删除。也可以将用鼠标选择的所有模块和物流删除。注意,删除是不可恢复的。3.2.2.4全选将所有物流和模块选定,以备移动或删除。tc"3.2.3输入"\l2xe"输入单位"xe"问题描述"xe"热力学方法"xe"数据输入"xe"组份性质"xe"原子矩阵"xe"组份选择"3.2.3输入3.2.3.1问题描述该命令用来输入项目的名称和简单的说明。输入的内容将出现在结果报告开始。3.2.3.2输入单位该命令用来选择输入数据的缺省单位。方法请参考(3.4输入与输出单位)一节。3.2.3.3组份选择选择系统组份。方法请参考(4.定义组份)一节。3.2.3.4组份性质输入或修改系统组份的基础物性,方法请参考(4.4物性修改)一节。3.2.3.5热力学方法选择计算物性采用的热力学方法,方法请参考(5.1热力学性质方法选择指导)一节。3.2.3.6原子矩阵显示系统组份的原子组成,原子矩阵暂时不用,该命令可以不理。3.2.3.7数据输入输入处于激活状态的物流或模块的参数。该命令相当于双击物流或模块。0tc"3.2.4流程计算"\l2xe"计算顺序"xe"运行"xe"收敛方法及判据"xe"设置断点"3.2.4流程计算3.2.4.1计算顺序确定流程的计算顺序,用户可以给定,也可以采用自动给定的顺序。如果流程的收敛有困难,最好使用该命令查看一下计算顺序。另外,循环流的初值也采用该命令输入。具体方法见(8.2循环及收敛)一节。3.2.4.2收敛方法及判据选择流程收敛的方法(包括直接迭代、Wegstein、Broyden),各方法的特点见(8.2循环及收敛)一节。另外收敛判据用户可以根据具体情况在这里输入。3.2.4.3工况分析该命令包括三个子命令:工况分析输入、工况分析计算、工况分析结果。工况分析输入是定义各个工况。计算是对各个工况进行计算。结果是查看各个工况的结果。工况分析的具体内容见(8.5工况分析)一节。3.2.4.4灵敏度分析进行灵敏度分析的输入和计算。工况分析的具体内容见(8.4灵敏度分析)一节。3.2.4.5设置断点将处于激活状态的模块设置成断点,当计算运行到该模块时(该模块计算之前),暂停。这时可以查看结果,但是不能修改参数或修改流程。当再运行时,计算将从该断点模块继续进行。该命令可以重复进行,当某一个断点模块处于激活状态时,再次使用该命令,将当前的断点取消。3.2.4.6运行该命令是用来运行流程模拟计算。其它的计算(如灵敏度分析、工况分析、设计规定、设备设计)都用各自的运行按钮运行。当运行到断点时,应用该命令,计算将从该断点模块继续进行。tc"3.2.5设备设计"\l23.2.5设备设计3.2.5.1换热器设计进行换热器的设计,参数的输入和计算参考(10.1换热器)一节。该设计一般在流程模拟以后进行。3.2.5.2塔水力学设计进行塔板(填料)的设计,参数的输入和计算参考(10.2塔设备)一节。该设计一般在流程模拟以后进行。tc"3.2.6环境影响评价"\l2xe"环境影响因子"3.2.6环境影响评价3.2.6.1环境影响因子设置给定环境污染权重、生态污染权重、人体毒性污染权重。方法参考(11.5.2环境影响权重设置)一节。3.2.6.2物流环境影响评价选择物流,显示其环境影响。方法参考(11.5.3物流环境影响评价)一节。3.2.6.2单元环境影响评价选择单元,显示其环境影响。方法参考(11.5.4单元环境影响评价)一节。3.2.6.3过程环境影响评价显示整个流程的环境影响。方法参考(11.5.5过程环境影响评价)一节。tc"3.2.7输出"\l2xe"产生报告"xe"输出单位"xe"输出格式"xe"显示报告"xe"输出精度"3.2.7输出3.2.7.1输出单位定义计算结果输出的单位。方法参考(3.4输入与输出单位)一节。3.2.7.2输出格式定义结果输出报告的格式。方法参考(3.4输入与输出单位)一节。3.2.7.3输出精度定义输出结果中的精度,即小数点后的位数。3.2.7.4产生报告模拟计算结束后,用该命令产生结果报告,报告格式用命令"输出格式"定义,精度用命令"输出精度"定义。产生报告后自动调用"显示报告"。3.2.7.5显示报告调用编辑程序(如Notepad.exe或wordpad.exe)显示结果报告,该命令只能显示已有的结果报告,需在产生报告以后进行,不能自动更新,每次计算结束后必须先用"3.2.7.4产生报告"产生新的结果报告后才能显示最新的计算结果。3.2.7.6物流数据表格定义物流数据表格的形式,定义方法参考(3.4输入与输出单位)一节。3.2.7.7显示塔的性能负荷图该命令显示所选塔的性能负荷图,在塔的设计(参考10.2塔设备设计)之后进行。tc"3.2.9示图"\l2xe"重画"xe"全图"xe"放大"xe"缩小"3.2.8示图3.2.8.1将流程图按当前的显示窗口的大小缩小显示在当前窗口中。若流程图能够完全显示在当前窗口时,该命令不起作用。3.2.8将流程图按一定的比例缩小。缩小后流程图若出现变形,可用命令"重画"纠正。3.2.8.3将流程图按一定的比例放大。缩小后流程图若出现变形,可用命令"重画"纠正。3.2.8.4物流重新搜索连接路径。该操作对大流程比较慢。tc"3.2.10选项"\l23.2.9选项3.2.9.1设置物流表包括的物流数据项,方法参考(3.8物流数据表格)一节。3.2.9.2系统包括一些缺省的单位制,如工程单位制、ECSS单位制、英制等。用户可以用该命令定义自己的单位制。3.2.9.3选择显示报告所用的编辑器,缺省的是计事本。tc"3.2.11帮助"\l23.2.10帮助3.2.10.1打开帮助文件,显示该帮助文件的目录,用户可以选择相应的内容查看。3.2.10.2用户可以根据关键词查找帮助内容。3.2.10.3显示ECSS化工之星软件的技术资料,包括系统结构和数学模型。3.2.10.4电子手册存储了化工领域涉及的重要概念、原理等知识内容,为用户提供知识查询、知识学习等服务。通过方便快捷的检索方法,用户可以获得各种名词解释和专题讨论。从这个功能意义上讲,化工之星相当于电子化工手册。它包含了化工专业涉及的基础课和专业课的大部分内容,同时包含工程设计中常用的各类技术手册内容。tc"3.3快捷键和工具条"\l23.3快捷键和工具条3.3.1快捷键各快捷键对应的菜单命令如图所示:3.3.2工具条工具条中放有所有单元模块和物流图标,如图所示:点击物流后,在画布上点击物流起始点,然后再点击物流终点即可得到一股物流,反复该过程可得到多股物流,直到点击鼠标右键结束。点击一个模块图标,然后在画布上点击一点,将在该处产生一个单元模块。物流、能流图标点击一次可产生多股,其它图标只能产生一个。tc"3.4输入与输出单位"\l23.4输入与输出单位3.4.1输入单位3.4.1.1参数输入时改变单位用户在进行参数输入的过程中,可以随时选择、转换当前参数的单位。方法是点击参数后面的单位,出现单位转换和换算对话框。对话框中缺省的是单位的缩写符号即单位简称,如果选择单位全称一项将显示单位的全称。如果只改变单位而不改变当前的值,选择"更改单位"一项。如果不仅改变单位而且改变当前的值,选择"单位转换"一项。3.4.1.2设置系统的输入单位选择菜单"输入"下的"输入单位"命令,进入输入单位定义对话框。用户可以选择温度、压力、时间等的单位。对话框中的"基于单位制"一项,存放了一些缺省的单位制,用户可以一种,然后在此基础上修改。另外,用户可以定义自己的单位制,方法参考(3.4.3自定义单位制)一节。当定义了用户单位制之后,该单位制将出现在"基于单位制"中,可以选择应用。系统单位制设置以后添加的模块和物流,其缺省的输入单位将采用该单位。3.4.1.3设置系统的输出单位选择菜单"输出"下的"输出单位"命令,进入输出单位定义对话框。用户可以选择温度、压力、时间等的单位。对话框中的"基于单位制"一项,存放了一些缺省的单位制,用户可以一种,然后在此基础上修改。另外,用户可以定义自己的单位制,方法参考(3.4.3自定义单位制)一节。当定义了用户单位制之后,该单位制将出现在"基于单位制"中,可以选择应用。物流的输出内容可以根据用户需要选择输出各种单位的流量及组成(如质量流量、摩尔流量及各组份的摩尔分数、质量分数、质量流量等)。在输出单位定义对话框中的"物流总流量"中选择一项或全选来设定结果中流量的单位。在"物流组成"中选择一项或全选来设定结果显示中组份的组成。系统单位设置以后,结果显示和结果报告中将采用该单位。3.4.3自定义单位制用户可以定义自己的单位制,方法是选择"选项"下面的命令"单位制设置"进入自定义单位制对话框。对话框中列出了目前所有的单位制。用户可以选择某一单位制,然后点击"编辑"按扭进行单位制选择。ECSS单位制、工程单位制、国际单位制和英制是系统单位,用户不能修改和删除。如果用户需要添加新的单位制,点击"新建"按扭,出现新建单位制对话框.用户需要输入单位制的名称,并选择基于单位制。确定后,出现一个新的对话况,上面的单位是用户选择的基于单位制,用户可以在此基础上进行修改。确定后将会到自定义单位制对话框,这时新添加的单位制将出现在单位制列表中。该新添加的单位制可以在输入单位和输出单位中使用。自定义单位制对话框中的"删除"按钮,可以用来输出用户定义单位制。tc"3.5流程的构造"\l2xe"流程的构造"3.5流程的构造3.5.1添加、删除模块在工具条中点击相应的模块,然后在画布上某一位置点击鼠标,这时就产生一个单元模块。该模块的名称有缺省值,用户可以在该模块的参数输入对话框中更改。点击某一模块,使之处于激活状态,然后选择编辑命令中的"删除",即可删除该模块,也可以点击鼠标右键选择浮动菜单中的"删除"命令。还可以按住鼠标左键拖动鼠标选择几个模块(包括该范围内的物流),然后用"删除"命令一起删除。3.5.2物流的连接与删除点击工具条中的物流图标,系统处于物流添加状态。所有需要连接输出流的单元接口变成红色或绿色(红色表示需要输出流的接口,绿色表示该接口可以连接输出流也可以不连),点击一个接口确定物流的开始点,这时所有需要连接输出流的单元接口消失,可以连接输入流的单元接口变成红色或绿色(红色表示需要输入流的接口,绿色表示该接口可以连接输入流也可以不连),当点击一个接口后,该物流就添加完毕。此时系统又处于连接输出流状态,这样反复操作直至所有物流添加完毕,点击鼠标右键(也可以点击工具条中的物流图标)系统退出物流添加状态。对原始物流和输出流,在画布的空白处点击鼠标确定物流无设备相连的一端,其它操作同上。没有设备连接的一端将标有一个方框。删除一股物流只需点击该物流(先点鼠标右键退出物流添加状态),使其处于激活状态,然后选择编辑命令中的"删除",即可删除该物流,也可以点击鼠标右键选择浮动菜单中的"删除"命令。还可以按住鼠标左键拖动鼠标选择几个物流(包括该范围内的模块),然后用"删除"命令一起删除。对连接好的物流,如果需要改变输入/输出连接,只需点击该物流(先点鼠标右键退出物流添加状态),使其处于激活状态,将鼠标放在该物流的终/始端,按住鼠标(这时系统处于连接输入/出流状态)拖至新的位置即可。能流的一切操作与物流相同。3.5.3输入文本点击工具条中的文本图标"T",在点击画布上一点即可以在该点输入简单的文本,在输入文本的过程中,鼠标必须在文本框内,若点击其它地方,表示文本输入完毕,文本框将消失。另外,文本的修改可用BACKSPACE键删除某字符,Del键不能用来删除字符,只能用来删除整个文本框。已输入文本的修改只需点击该文本,这时该文本处于编辑状态,可用箭头键和SPACEBACK键进行修改。3.5.3流程图的输出用菜单“文件”中的命令“输出流程图”来将流程图输送到打印机打印,进入打印对话况后,要将打印机的打印方式改为横打。tc"3.6物流及模块参数输入"\l23.6物流及模块参数输入物流及模块参数的输入有两种方法,一是双击该物流或模块,这时将显示输入参数对话框。另一种方法是点击该物流或模块使其处于激活状态,再选择命令菜单"输入"中的"数据输入"命令,也可以点击鼠标右键在浮动菜单中选择"数据输入"命令。参数输入的方法可参考(6.单元模块的功能及参数输入及7.物流及能流参数输入)。tc"3.7结果显示及输出"\l23.7结果显示及输出3.7.1结果显示方法模拟计算结束后,有两种方法查看物流或模块的计算结果,一是点击该物流或模块使其处于激活状态,再点击鼠标右键在浮动菜单中选择"显示结果"命令。这样当前物流或模块的计算结果将被显示出来。另一种方法是产生结果报告,方法是选择菜单"输出"中的"产生报告"命令,报告产生后自动显示该报告。"显示报告"命令只能显示已有的结果报告,需在产生报告以后进行,不能自动更新,每次计算结束后必须先用"产生报告"产生新的结果报告后才能显示最新的计算结果。结果中的内容、单位及精度可以用菜单"输出"中相应的命令设置(参考3.7.2输出格式及精度)。3.7.2输出格式及精度输出格式是定义结果报告的内容和格式。方法是选择"输出格式"命令,进入输出格式对话框,在"页面设置"中给定页面的长和宽。其它三项选择确定结果报告中是否包括该内容,缺省的情况是包括。物流的输出内容可以根据用户需要选择输出各种单位的流量及组成(如质量流量、摩尔流量及各组份的摩尔分数、质量分数、质量流量等),方法参考(3.4.1.3设置系统的输出单位)一节。输出精度是指结果报告中小数点后需要保留的位数。方法是选择"输出精度"命令,进入输出精度对话框,上面显示了各变量的输出精度。可以根据需要进行修改。如果选定对话框中最下面一项"缺省值",这时所有变量的精度将恢复到缺省值。tc"3.8物流数据表格"\l2xe"物流数据表"3.8物流数据表格3.8.1设置物流数据表格选择菜单"选项"中的"物流表设置"命令,进入物流表设置对话框。对话框中"基于物流表"一项可以选择一种缺省格式,这时该物流表所含内容将出现在"物流表中所含性质"列表框中。用户可以在此基础上进行修改。"添加"按钮是将左边"物流性质"中选择的物性添加到右边"物流表中所含性质"中。"全添加是将左边内容全添加到右边。"删除"按钮是将右边选定的项删除。"全删除"是将右边框中所有内容删除。"上移""下移""顶端""底端"按钮用来调节物流表中各物性的位置。"新建"按钮是用户自定义物流表形式。点击该按钮后出现"新建物流表"对话框,用户需输入名称,并选择新建表在那一个已经存在的表上进行修改。"确定"后将回到物流表设置对话框,这时就可以对这个新建的物流表进行修改。以后这个新的物流表设置将保存在"基于物流表"中,用户可以直接应用。"删除"按钮用来删除用户定义的物流表形式。系统原有的四个物流表形式不能删除。注意,这里所做的工作只是设置各种物流表类型,至于具体采用那一种类型还要在物流表特性对话框中选择(参考3.8.2产生物流数据表格)。3.8.2产生物流数据表格选择菜单"输出"中的"物流数据表格"命令,点击画布上物流表的位置,这时将出现物流数据表格。此时物流表中没有物流,表格中物流的内容是缺省的物流表设置。添加物流或更改其设置,双击该物流表格,这时出现物流表特性对话框。对话框中的"类型"一项存放了各种类型的物流表,包括系统原有的和用户自定义的(参考3.8.1设置物流数据表格),用户可以选择其中一种。"表格形式"中选择表格的具体形式:"显示表格行"选择表格中有没有表格线;"显示边界"选择表格中有没有边界线;"线宽""边界宽"选择表中表格线和边界线的粗细;"单元格宽度"选择每一列的宽度,单位是像素。"摩尔"和"质量"一项用来选择物流表中组成的基准(摩尔分数或质量分数)。"物流"中含有所有当前流程的物流,用户可以选择一个,点击"添加"按钮,这时该物流被选为显示物流(出现在"所添加物流"中),物流表中将出现该物流的信息。重复该操作可选择多个显示物流。另外"全添加"按钮是将所有物流均添加为显示物流。"删除"按钮是将所选物流从"所添加物流"中除去。"全删除"按钮是将所有物流从"所添加物流"中除去。另外,"上移""下移""顶端""底端"按钮用来调节物流表中各物流的位置。"用户自定义物流表"按钮用来定义新的物流表类型。操作见"3.8.1设置物流数据表格"一节。3.8.3物流表的放大、缩小、移动及删除点击物流表,物流表处于激活状态,其周围出现虚框和八个按钮,按住这些按钮,拖动即可改变物流表的大小。若按住虚框的内部拖动可移动物流表。当物流表处于激活状态选择菜单"编辑"中的"删除"命令可将物流表删除。也可以按Del键删除。
tc"4.定义组分"\l1第四章定义组分tc"4.1选择系统组份"\l24.1选择系统组份选择菜单"输入"中的"选择组份"命令,进入组份选择对话框。有六种"选择组份的方法":"按序号":点击该方法后,用户在"序号"中输入组份序号,这时该序号对应的物质将出现在最下面的列表框中的最顶端。这时按Enter键或用鼠标双击该物质,该物质将出现在右上角"所选组份"中,也可以点击该物质,再按"添加"按钮。组份序号是该物质在ECSS库中的序号,大于0小于1638,可以在《用户手册》中查到。"按分子式":点击该方法后,用户在"分子式"中输入组份分子式,这时该分子式对应的物质将出现在最下面的列表框中的最顶端。这时按Enter键或用鼠标双击该物质,该物质将出现在右上角"所选组份"中,也可以点击该物质,再按"添加"按钮。分子式的形式为CxHyOz…,C、H、O为元素,x、y、z为元素个数。"按英文名称":点击该方法后,用户在"英文名称"中输入组份英文名称,这时该英文名称对应的物质将出现在最下面的列表框中的最顶端。这时按Enter键或用鼠标双击该物质,该物质将出现在右上角"所选组份"中,也可以点击该物质,再按"添加"按钮。英文名称需是ECSS库中的名称。"按中文名称":点击该方法后,用户在"中文名称"中输入组份中文名称,这时该中文名称对应的物质将出现在最下面的列表框中的最顶端。这时按Enter键或用鼠标双击该物质,该物质将出现在右上角"所选组份"中,也可以点击该物质,再按"添加"按钮。中文名称需是ECSS库中的名称。"从系统数据库中查":点击该方法后,最下面的列表框中将出现系统物性库中所有物质,用户可以从中选择。选择方法是用鼠标双击该物质,该物质将出现在右上角"所选组份"中,也可以点击该物质,再按"添加"按钮。另外用户可以在"数据库列表"中选择物质所在的库,缩小搜索范围,便于查找。"从用户数据库中查":点击该方法后,最下面的列表框中将出现用户库中所有物质,用户可以从中选择。选择方法是用鼠标双击该物质,该物质将出现在右上角"所选组份"中,也可以点击该物质,再按"添加"按钮。"按物性查":点击该方法后,显示物性列表、物性的选择范围输入框、物性单位及查询按键;选择相应的物性后,在物性的选择范围内输入数据范围,(如:1-100,0.1-1),输入完成后打回车键(Enter)或点击“查询”按键,即在下面列表框中将出现物性在数据范围内的所有物质;选择方法是用鼠标双击该物质,该物质将出现在右上角"所选组份"中,也可以点击该物质,再按"添加"按钮。向用户库中添加或删除自定义组份参考"4.2自定义组份"一节。若系统组份中含有石油馏份,点击"石油馏份"按钮进行石油馏份的输入。方法参考"4.3石油馏份"一节。"所选组份"中显示选择的系统组份,点击某一个,按"删除"按钮可以去掉该组份,按"上移""下移"按钮可以改变组份顺序。石油馏份的虚拟组份不能单独删除。注意:最好先选择常规组份,石油馏份加在其它常规组份的后面。每次添加或删除组份、或改变组份序号后,要重新确认已经输入的与组份有关的物流或模块参数。因为这些不能自动更新。组份数(包括石油馏份的虚拟组份)不能超过100。tc"4.2自定义组份"\l2xe"自定义组份"4.2自定义组份对系统数据库中没有的物质,用户可以自己定义并输入各基础物性。点击"组份选择"对话框中的"用户自定义组份"按钮,进入"用户自定义组份"对话框。组份代码系统自动给出(大于2000),用户可以输入分子式、中英文名称。然后点击"基本性质"按钮输入该化合物的基础物性,包括分子量、正常凝固点、沸点、标准生成焓、标准生成自由能、沸点下的汽化潜热、偏心因子、欧极矩。点击"临界性质"按钮输入该化合物的临界性质,包括临界温度、临界压力、临界体积及临界压缩因子。点击"理想气体性质"按钮输入该化合物的理想气体焓系数。用户可以按下面三种方法输入,注意公式代码和公式一定要对应:点击"液体性质"按钮输入该化合物的某参考温度下液体密度、导热系数及粘度系数公式。导热系数公式代码及对应公式如下(注意公式代码和公式一定要对应):单位:λ-kcal/(hr.m.C),T-K代码1:代码2:式中粘度系数公式代码及对应公式如下(注意公式代码和公式一定要对应):单位:μ-Pa.s,T-K代码1:代码2:代码3:其中Tm为熔点温度代码4:点击"饱和蒸汽压"按钮输入该化合物的饱和蒸汽压公式系数。用户可以按下面六种方法输入,注意公式代码和公式一定要对应:各基础物性添加完毕,点击"添加"按钮,这时该组份将加到用户数据库中,回到组份选择对话框,用户选择"从用户数据库中查",可以查到并选择该组份。自定义组份的各项物性不一定全输入,可根据计算任务及所选的热力学方法输入相应的内容。如只进行模拟计算,传递物性就无需输入。一般情况下需要输入分子量、临界性质、理想气体焓系数公式和饱和蒸汽压公式。tc"4.3石油馏份"\l24.3石油馏份除了可以选择物性数据库中的化合物和用户数据库中的组分外,还可以添加石油馏分。要添加石油馏分,单击组份选择对话框中的“石油馏分”按钮进入石油馏份对话框。单击“添加石油馏分”按钮,进入石油物性输入界面,给出物性数据,确定后,右框中自动给出该石油馏分的名称,并将其添加到系统组份中。石油馏份加到其它常规组份的后面。石油馏份数据输入对话框如下:在石油馏份对话框中选中右框列表中已有的石油馏分,可将其删除,也可以修改原来给出的该石油馏分的蒸馏温度、比重等物性。石油是复杂体系的主要代表,其化学组成十分复杂。故而石油及其馏分的汽液平衡关系不是以其详细的化学组成来表示,而是以宏观的方法通过实验室蒸馏来测定的。主要有以下三种实验室蒸馏方法:恩氏蒸馏、实沸点蒸馏和平衡汽化蒸馏,每种蒸馏均可在常压或减压条件下进行。定义一个石油馏分,用户必须给出该石油馏分的蒸馏数据、比重数据和虚拟组分数目。化工之星可以接收以上蒸馏方法中任意一种方法的蒸馏数据,即常压恩氏蒸馏、减压恩氏蒸馏、常压实沸点蒸馏、减压实沸点蒸馏、常压平衡汽化蒸馏和减压平衡汽化蒸馏。缺省的蒸馏数据类型是常压恩氏蒸馏,也可以单击下拉框选择其它类型。蒸馏数据中已给定了馏出体积,用户只需给出蒸馏的温度。缺省的温度单位是开氏温度,也可以单击该区域,选择其它的温度单位。当油品加热蒸馏时,流出第一滴冷凝液时的汽相温度称为初馏点,此时馏出体积为0%,蒸馏过程中组分按其沸点高低的次序逐渐蒸出,汽相温度也逐渐升高,即随着馏出体积的增加,蒸馏温度不断升高,当馏出物体积为100%时汽相温度称终馏点或干点。馏分比重数据需给出两种比重类型d(4,20)和d(15.6,15.6)中的一种。选定比重类型后在窗口下部有说明。液体油品的比重是其密度与规定温度下水的密度之比,是无因次的,通常以d表示。水在4℃时的密度为1克/厘米3,所以常以4℃水作为基准,表示t℃的油品与4℃水的密度之比,在数值上等于该液体在t℃的密度。我国常用的比重是,国外常用,我国改写为摄氏温度,用来表示。石油馏分汽-液平衡理论计算的一个途径是假多元系法。它将石油馏分分为一系列窄馏分,把每一个窄馏分看作一个虚拟的组分,称为虚拟组分(或假组分)。有了以上物性数据,就可以计算各虚拟组分的基础物性了。用户可根据自己的需要指定虚拟组分的数目,每个石油馏分的虚拟组分最多不超过40个。tc"4.4物性修改"\l24.4物性修改对系统组份如果需要修改某些物性,选择菜单"输入"中的"组份性质"进入"组份性质"对话框。点击"基本性质"按钮(开始即可进行基本物性的输入,无需点击)输入该化合物的基础物性,包括分子量、正常凝固点、沸点、标准生成焓、标准生成自由能、沸点下的汽化潜热、偏心因子、欧极矩。另外最后一项亨利系数用来定义亨利组份,1表示亨利组份,0表示非亨利组份。点击"临界性质"按钮输入该化合物的临界性质,包括临界温度、临界压力、临界体积及临界压缩因子。点击"理想气体性质"按钮输入该化合物的理想气体焓系数。用户可以按下面三种方法输入,注意公式代码和公式一定要对应:点击"液体性质"按钮输入该化合物的某参考温度下液体密度、导热系数及粘度系数公式。导热系数公式代码及对应公式如下(注意公式代码和公式一定要对应):单位:λ-kcal/(hr.m.C),T-K代码1:代码2:式中:粘度系数公式代码及对应公式如下(注意公式代码和公式一定要对应):单位:μ-Pa.s,T-K代码=1时代码=2时代码=3时其中Tm为熔点温度代码=4时点击"饱和蒸汽压"按钮输入该化合物的饱和蒸汽压公式系数。用户可以按下面六种方法输入,注意公式代码和公式一定要对应:点击"挥发度"按钮输入该化合物的亨利系数。亨利系数公式为:各基础物性修改完毕,点击"确定"按钮,这时组份修改后的物性将存到本工程项目的物性库中。注意,这里修改的物性只能对当前工程项目起作用,不能改变物性数据库中的值。
tc"5.定义热力学"\l1第五章定义热力学tc"5.1热力学性质方法选择指导"\l25.1热力学性质方法选择指导过程模拟、分析、优化及设备设计都离不开物性计算,如分离计算要用到平衡参数K的计算,能量衡算离不开汽液相焓的计算,压缩和膨张离不开熵的计算。因此,热力学性质计算是过程模拟分析系统的重要组成部分。热力学性质计算的好与坏,直接影响着过程模拟、分析、优化及设备设计计算结果。由于物质的复杂性和多样性,到目前还没有一种很好的能适用各种物质及其混合物的各种条件的各种热力学性质计算方法。人们经过长期努力,开发了不同的计算方法。这些方法各有优劣,适合于不同的物系、不同的操作条件。通常,有多种方法适合于你的问题,这时你需依据自己的经验和知识选择一种最好的方法。因此,选择合适的热力学性质计算方法成为过程模拟、分析、优化及设备设计计算成功的关键。ECSS化工之星提供了工程上常用的各种热力学方法,供用户选择使用。1.热力学性质计算方法选择的一般原则1)对非极性或弱极性物系,可采用状态方程法。该法利用状态方程计算所需的全部性质和汽液平衡常数。ECSS化工之星目前已实现的状态方程有:理想气体方程(ID)、SRK、PR、PRSV、PT、BWRS、LK。2)极性物系,采用状态方程与活度系数方程相结合的组合法,即汽相采用状态方程法,液相逸度采用活度系数法计算,液相的其它性质采用状态方程或经验关联式法。目前ECSS化工之星已实现的活度系数方程有:Wilson、NRTL、UNIQUAC、UNIFAC。活度系数方程可与以上状态方程任意组合。2.ECSS化工之星提供的各种热力学方法3.状态方程简评状态方程是描述流体PVT关系的数学模型。状态方程可用于计算广泛温度、压力范围内的相平衡,而且可计算所有的其它热力学性质。汽液相的参考状态相同,都是理想气体,两相对理想气体状态的偏离用逸度系数表示。由于热力学性质计算在过程模拟中要反复调用,花在这里的计算时间很多,大约80-90%。所以,从工程计算的角度希望采用形式简单而能满足工程精确度要求的状态方程。由于目前理论水平的限制,要建立一个适用范围广和准确度高的状态方程是有困难的,因而发展了大量的经验与半经验的力程。大致上分为两大类:一类通常被称为立方型方程(可以展开为体积的三次多项式),它们大都是范德华方程的修正,包含2-3个与温度有关的特征参数,具有形式简单,计算速度快等优点,对烃类物系等非极性或弱极性物系在中等压力及不太低温度条件下能给出较好的计算结果。另一类称为多参数状态方程,大都是在维里方程基础上的修正,包含大量的特征参数。这种方程精度高,但不能得到解析解,计算复杂,消耗更多的CPU时间。状态方程的参数都是一般化的,因此仅需要临界性质和偏心率因子.但这些一般化的公式对极性物系不大适用,加之极性物系分子之间作用较强,因此状态方程对极性物系特别是多元物系,计算误差较大。此外为提高相平衡计算的准确度,这些状态方程需要二元交互作用参数(由实验数据回归而得)。SRK方程是1972年提出的。经大量考核证明,该方程对含有CO、CO2、N2的烃类物系,在中等压力和不太低的温度范围内具有较高的预测精度。经我们比较发现,SRK方程预测气相性质比PR、BWRS的准确性好。但,SRK计算液相密度较差。从计算角度看,SRK具有形式简单,参数少而速度快的优点。PR方程是1976年提出的,经大量实例考核表明,该方程对含氢、甲烷、CO2、CO、N2等的烃类物系,在中等压力(<50atm)及-140℃PT方程是1982年提出的一个三参数方程,由于引入并通过液体摩尔体积和饱和蒸汽压共同回归方程参数,使该方程对流体的PVT关系描述优于PR等两参数方程,对相平衡计算PT方程精度也较高,尤其对临界区,关联精度高于两参数方程。PRSV方程是1986年修正PR方程提出的,由于引入一个纯组份特征参数,能够很好地计算广泛物质的饱和蒸汽压,对非极性、极性非缔合、极性缔合同样好。采用普通的混合规则可以精确预测汽液平衡。采用新的混合规则的PRSV或采用三个纯组份特征参数的PRSV2方程预测极性物性汽液平衡甚至比活度系数法(Wilson,NRTL,UNIQUAC)要好。文献中给出了90多种化合物的特征参数,由于这些特征参数不能普遍化,使得这一方程应用受到限制。ECSS化工之星实现的PRSV没有考虑化合物的这些特征参数,但该方程对对非极性或弱极性物系的精度一般应该高于PR方程。BWRS方程(Benedict,M,Webb,G.R.,andRubin,L.C.,1940Starling,K.E.,1973)是受到普遍好评的一个多参数方程,对烃加工所遇到的各类物系,在100atm以下以及120K以上的范围内,所计算的热力学性质和汽-液平衡性质均具有较高的准确性。LK方程(Lee,B.I.,andKesler,M.G.,1975)可用于计算汽液两相逸度、焓、熵和密度。该方法基于三参数对应状态理论,即所有具有相同偏心率因子的流体在相同的对比温度和压力下具有相同的热力学性质。使用专门的混合规则可用于混合物性质计算。对大多数流体,LK法预测气体压缩因子具有98%以上的精度。该法对弱极性物系可以给出合理的结果,不推荐用于强极性物系或具有缔合的氢键物系。但是,在低温接近饱和气相区域,LK法对极性物系能得到精确结果。不推荐用LK法计算C8以上烃类物系的液体密度。4.活度系数模型简评Wilson,NRTL和UNIQUAC模型是基于局部组成概念的活度系数关联模型,仅需二元能量交互作用参数(由实验数据回归),从二元系获得的数据可推广至多元系,参数与温度的关系甚弱。Wilson不能关联液液平衡,NRTL,UNIQUAC模型既可用于汽液平衡亦可用于液液平衡。UNIQUAC模型基于基团贡献概念的UNIQUAC模型.模型中的二元能量交互作用参数可用基团交互作用参数表示.后者可从大量实验数据回归获得,已发表了近90对基团的交互作用参数(有的对空缺),并有不同版本,因此,UNIFAC模型是预测型的,用户不需要提供参数,只需给出基团划分的信息。另外请注意,发表的极性物系相平衡实验数据多为低压数据,因此将其用于中高压相平衡计算,有时会有较大的误差。tc"5.2选择热力学方法"\l25.2选择热力学方法选择菜单“输入”中的命令“热力学方法”,进入“热力学模型”对话框。对话框中“热力学模型”中包括三类热力学模型:状态方程模型、活度系数模型、所有模型。状态方程模型中包括系统中所有状态方程。活度系数模型包括所有活度系数模型。所有模型中包括所有状态方程模型和活度系数模型。点击任何一个,其对应的各种方法将出现在“各模型的主要方法”一项中。选择一种方法,按“添加”按钮(或双击这种方法),则该方法将添加到“所选热力学方法”中,这种方法将成为系统的热力学方法,也就是在各个模块或物流中可以选用的方法。如果整个系统中不同的模块采用不同的方法,这里必须将所有将要用到的方法添加到“所选热力学方法”中。设定缺省热力学方法”一项用来选择系统的缺省热力学方法,模块与物流中如果选择“缺省”热力学方法就是采用的该方法。采用“缺省”热力学方法的模块与物流,当系统的缺省热力学方法改变后,都将采用新改变的方法。热力学方法选择非选择“缺省”的物流或模块,修改“设定缺省热力学方法”不会受到影响。“删除”按钮用来删除已经选择的热力学方法,方法是首先在“所选热力学方法”中选择将要删除的项,点击“删除”按钮。方法删除后,所有选定该热力学方法的模块和物流将采用缺省的热力学。tc"5.3热力学方法的修改"\l25.3热力学方法的修改在“热力学模型”对话框中,点击“修改”按钮,进入“修改热力学方法”对话框。首先用户可以在“方法名称”中输入该方法的名称,名称中不能含有空格。在“物性计算方法选择”中用户可以定义不同的物性采用不同的计算方法。各种方法的特点参考5.1热力学性质方法选择指导。tc"5.4热力学参数的修改"\l15.4热力学参数的修改修改热力学方法”对话框中的“参数修改”一项可以用来输入所对应的方法的参数,如状态方程或活度系数模型中的交互作用参数。方法是点击“修改热力学方法”对话框中的“参数修改”一项中的“参数”按钮,进入“修改热力学模型参数”对话框.系统物性数据库中含有的参数将显示在参数表中,没有的参数将显示0,用户可以在此基础上进行修改。修改后的参数将在本模拟计算中应用,但不能改变系统物性数据库中的值。状态方程交互作用参数就是Prausnitz计算Tcij的混合规则Tcij=(TciTcj)1/2(1-kij)中的kij,近似计算时可取0。且kij=kji,kii=0。Wilson交互作用参数为gij-gii,单位cal/mol。摩尔液体体积单位升/mol。NRTL能量交互作用参数为gij-gii,单位cal/mol。缔合交互作用参数为aij,aij=aji,aij取值一般在0.2~0.47范围内。UNIQUAC能量交互作用参数为Uij-Uii,单位cal/mol。体积参数和面积参数无因次。注意,整个系统中同一种热力学方法,所采用的参数是相同的。如PR状态方程在“液相逸度”和“汽相逸度”中都用。其交互作用参数在“液相逸度”的参数修改中输入的值,在计算汽相逸度时也被采用,反之相同。同样在用户选择的不同热力学方法中若含有相同的方法时,这相同的方法都应用同一套参数。如在热力学模型对话框中,用户选择了两种方法,PR1和SRK1,接着对这一种方法(如SRK1)进行修改,让SRK1方法中计算汽相焓采用PR方程,那么这里的PR方程和PR1中的PR方程采用相同的参数。
tc"6.单元模块的功能及参数输入"\l1第六章单元模块的功能及参数输入tc"6.1加合器"\l2xe"加合器"6.1加合器加合器将多股物流加合成一股物流,加合器不需要模块参数,双击加合器图标,出现加合器模块的窗口如下图:直接按“确定”按钮即可。加合器的出口温度、焓、熵、液化率和相态等取进口各股物流该值的算术平均值,出口压力取进口物流压力的最小值。tc"6.2混合器"\l26.2混合器混合器将两股或两股以上物流混合成一股出料物流,可以有进出能流。双击混合器图标,出现混合器参数输入窗口如下图:单元名称和单元描述只是用来方便用户识别的,与计算结果无关,可任意输入。热力学方法缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。出口压力:缺省情况下压力按进口物流中最小值给定,也可以根据实际情况给定。出口温度:出口温度缺省时,利用进料条件由绝热闪蒸计算出口温度和相态。出口温度也可以根据实际情况给定。同时给定混合器的出口压力和出口温度则按闪蒸计算。tc"6.3分流器"\l26.3分流器分流器将一股或多股进入物流加合,再分成两股或两股以上出去物流。除流量外,各出去物流的温度、压力、组成、液化率、焓、熵等信息相同,各分流流量占总进料的分率由模块输入参数确定。双击工作区域分流器图标,可得如下所示分流器参数输入对话框,其中,单元名和单元描述是方便用户识别的,对计算结果没有影响。热力学方法缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。用户必须对出口物流进行约束。若分流器有N股出口物流,那么前(N-1)股出口物流的出料约束条件必须给定。有以下两种约束条件可供用户选择。1.物流流量系数选择该约束条件时,相应的物流系数数据接受框被激活。物流流量系数指该物流流率占总进料流率的分数,是一个0 1之间的实数。2.控制组分流量选择该约束条件时,相应的“控制组分名称”和“组分流率”数据接收框被激活。控制组分流量即给定该股物流中控制组分的摩尔流率。控制组分可在紧随其后的下拉菜单中任意选取。一般选用户关注的组分。当用户给定的条件无法全部满足时,将依次满足各出口物流的约束条件,直到进口物流消耗完为止。tc"6.4组分分配器"\l2xe"分流器"6.4组分分配器组分分配器将一股或多股进入物流加合,再按照一定的条件分配成两股或两股以上出口物流。组分分配器有分流和分离的作用。它与分流器相同的地方是分割物流,此时各出口物流的组成相同;不同之处是组分分配器可以按照一定的要求将物流中的各组分进行分配,起到分离的作用,此时各出口物流除流量可以不同外,组成等其它条件也可以不同。双击工作区域组分分配器图标,可得如下所示组分分配器参数输入对话框:其中单元名和单元描述是方便用户识别的,对计算结果没有影响。热力学方法缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。若组分分配器有N股出口物流,首先需给定各出口物流的温度、压力、液化率,然后给定前(N-1)股出口物流的流量和组成,流量和组成有以下两种给定方法,可以在“出口物流约束”的下拉框中选定。在“出口物流约束”中选择不同的物流分配形式,菜单内容也略有不同。具体如下:一种是已知“各组分占总进料中该组分的分率”,需要分别给出前(N-1)股出口物流中每一组份的摩尔流率占进料中该组份总摩尔流率的分率(参数输入窗口见上图)。另一种是已知“物流占进料分率及物流组分组成”,此时参数输入对话框如下图:需要分别给出前(N-1)股出口物流的摩尔流率占总进料摩尔流率的分率及其各个组份的摩尔组成。当输入组分组成后,相应会加和出该物流的组分组成,如果加和值不等于1,用户可重新输入组分组成,或者点“圆整”按钮,让系统去圆整各组分组成。当用户给定的条件无法全部满足时,将依次满足各出口物流的约束条件,直到进口物流消耗完为止。tc"6.5液体输送泵"\l26.5液体输送泵泵允许一股进口物流和一股出口物流。泵可以用来将液体物流加压。双击工作区域液体输送泵图标,可得如下所示液体输送泵参数输入对话框:单元名称和单元描述只是用来方便用户识别的,与计算结果无关,可任意输入。热力学方法缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。泵有两种计算类型,可通过下拉菜单选择:1.已知温度和压力,求轴功率压力可以选择给定出口压力或出口压差,出口压差指出口压力减去进口压力的值,是个正值。温度可以选择给定出口温度或出口温差,出口温差指出口温度减去进口温度的值。一般,物流经液体输送泵后温度变化很小。同时应给定泵的机械效率,缺省值为1。2.已知温度和轴功率,求出口压力此时需给出轴功率、出口温度(或出口温差)、效率,效率的缺省值为1。注意事项:泵的出口压力必须大于进口压力、进口物流必须是液相,才符合实际操作过程。否则需要重新输入这些参数。tc"6.6气体压缩机"\l26.6气体压缩机气体压缩机模拟一单级等熵压缩过程。气体压缩机有一股进口物流和一股出口物流,它将一股进入的气相物流压缩为一股出去的气相物流。双击工作区域气体压缩机图标,可得如下所示气体压缩机参数输入对话框:单元名称和单元描述只是用来方便用户识别的,与计算结果无关,可任意输入。热力学方法缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。巳知出口压力可求得功率,同样若给定功率可求得出口压力。出口压力也可以用压差、压缩比的形式给定。这样有以下四种计算类型可供选择:1.给定出口压力,计算轴功率和出口温度此时需给定出口压力、绝热效率和机械效率,绝热效率和机械效率的缺省值为1。2.给定进出口压差,计算轴功率和出口温度进出口压差指的是出口压力减去进口压力的值,是个正值。同时需给出绝热效率和机械效率,绝热效率和机械效率的缺省值为1。3.给定进出口压缩比,计算轴功率和出口温度进出口压缩比(简称压缩比)指的是出口压力与进口压力的比值,是个大于1的实数。同时需给出绝热效率和机械效率,绝热效率和机械效率的缺省值为1。4.给定轴功率,计算出口温度和出口压力此时需给出轴功率、绝热效率和机械效率,绝热效率和机械效率的缺省值为1。压缩机单元模块结果中的绝热指数指的是恒压热容与恒容热容的比值。注意事项:压缩机的出口压力必须大于进口压力、进口物流必须是气体,否则需重新输入这些参数。tc"6.7膨胀机"\l2xe"膨胀机"6.7膨胀机膨胀机有一股进口物流和一股出口物流,将一股进入的气相物流膨胀为一股出去物流,出去物流可为气相也可为气液混合物。双击工作区域膨胀机图标,可得如下所示膨胀机参数输入对话框:单元名称和单元描述只是用来方便用户识别的,与计算结果无关,可任意输入。热力学方法缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。模拟前需给定压力,计算出口流信息,并求得膨胀功等。膨胀机有以下三种计算类型:给定出口压力,计算轴功率和出口温度此时需给定出口压力、绝热效率和机械效率,绝热效率和机械效率的缺省值为1。给定进出口压差,计算轴功率和出口温度注意,此处进出口压差指的是进口压力减去出口压力的值,是个正值。同时需给出绝热效率和机械效率,绝热效率和机械效率的缺省值为1。给定进出口压缩比,计算轴功率和出口温度进出口压缩比(简称压缩比)指的是出口压力与进口压力的比值,是个大于0小于1的实数。同时需给出绝热效率和机械效率,绝热效率和机械效率的缺省值为1。膨胀过程由于温度的降低可能引起气体液化,膨胀机单元模块结果中给出的液相分率指的就是出口物流的液化率。液相分率为零,是单相膨胀过程;否则是带液膨胀过程。膨胀机单元模块结果中的绝热指数指的是恒压热容与恒容热容的比值。注意事项:膨胀机的出口压力必须小于进口压力、进口物流必须是气体,否则需重新输入这些参数。tc"6.8水饱和器"\l26.8水饱和器水饱和器有两股进料,一股为气相物流,另一股为水流,两股物流在水饱和器中混合,使出口汽相流中的水达到饱和,多余的水以液相流出。因此,水饱和器有两股进料和两股出料。参数输入双击水饱和器图标,出现水饱和器参数输入窗口如下图:1、单元名称:系统缺省给出,用户可根据实际情况予以修改。2、单元描述:系统缺省给出,用户可给出具体的说明。3、热力学方法:缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。4、输入参数:水饱和器有三个参数,出口温度、出口压力是指出口的汽相物流的温度、压力,必须给出。出口水温度是指另一股水流的温度,缺省采用汽相物流的出口温度。用户可选用方便的参数单位。tc"6.9物流去水器"\l26.9物流去水器将一股物流除去其微量的水,得到另一股出去物流及水流。物流去水器只能有一股进料,可有一股或两股出料,其中下面一股为水流。参数输入双击物流去水器图标,出现物流去水器参数输入窗口如下图:1、单元名称:系统缺省给出,用户可根据实际情况予以修改。2、单元描述:系统缺省给出,用户可给出具体的说明。3、热力学方法:缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。4、输入参数:物流去水器有三个参数,出口温度、出口压力是指出口物流的温度、压力,用户可选用方便的参数单位。水的出口重量浓度是指出口物流中水的含量,单位为PPM。tc"6.10换热器"\l16.10换热器tc"6.10.1换热器功能"\l26.10.1换热器功能换热器模块提供了五种不同形式的换热器,它们是无相变换热器、有相变换热器、水冷却器、水蒸汽加热器及冷剂冷却器。有相变与无相变换热器功能基本相同,只是根据物料经过换热器后相态是否发生变化而分类的,它们都可适用于以下两种情况:1.已知进物流与进能流,求出去物流。这种情况进入能流数大于或等于1,而出能流数等于零。2.己知进物流的信息以及出物流的温度,求出物流的其它信息及出能流。此种植况进能流数等于零,而出能流数等于1。水冷却器功能在于已知进能流,求冷却水用量。水蒸器加热器可以由进能流求加热热负荷与水蒸汽用量。冷剂冷却器已知进能流求冷却器负荷与冷剂用量。tc"6.10.2换热器参数输入"\l26.10.2换热器参数输入双击换热器图标,出现换热器参数输入窗口如下图:单元名称和单元描述只是用来方便用户识别的,与计算结果无关,可任意输入。热力学方法缺省为用户在选择热力学时定义的整个系统的缺省的热力学方法,用户还可以在下拉菜单中选择已经定义的其它的热力学方法。换热器类型:通过下拉菜单可以选择不同的换热器类型,共五钟分别为:无相变换热器、有相变换热器、水饱和器、水蒸气加热器和冷剂冷却器。其它参数随换热器类型不同和计算类型的不同而不同。1.无相变换热器无相变换热器只能有一股进料和一股出料,另外还可能有进能流或出能流,但进能流和出能流不能同时存在进,能流只能有一股,出能流数可以大于1。无相变换热器的进入界面如下图:计算类型:通过下拉菜单选择无相变换热器的计算类型,有两种情况:已知出口温度、压力求热负荷和已知出口压力、热负荷求温度。1.选择第一种情况其参数输入窗口同上图。所需参数如下:出口温度:输入出口物流的温度。出口压力:输入出口物流的压力。2.选择第二种情况其参数输入窗口见下图。所需参数如下:出口压力:输入出口物流的压力。需要注意的是这里需要的热负荷需要用户以进口能流的形式给出。2.有相变换热器有相变换热器有一股进物流和一股出物流,还可能有进出能流。有相变换热器的进入界面如下图:计算类型:通过下拉菜单选择有相变换热器的计算类型,有五种情况:已知出口温度和压力求液化率和热负荷、已知出口温度和液化率求出口压力和热负荷、已知出口压力和液化率求出口温度和热负荷、已知出口压力和热负荷求出口温度和液化率及已知出口温度和热负荷求出口压力和液化率。1.第一种情况:已知出口温度和压力求液化率和热负荷,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:出口温度:输入出口物流的温度。出口压力:输入出口物流的压力。2.第二种情况:已知出口温度和液化率求出口压力和热负荷,其参数输入窗口见下图。所需参数如下:出口温度:输入出口物流的温度。液化率:输入出口物流的液化率。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。3.第三种情况:已知出口压力和液化率求出口温度和热负荷,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:出口压力:输入出口物流的压力。液化率:输入出口物流的液化率。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。4.第四种情况:已知出口压力和热负荷求出口温度和液化率,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:出口压力:输入出口物流的压力。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。5.第五种情况:已知出口温度和热负荷求出口压力和液化率,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:出口温度:输入出口物流的温度。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。3.水冷却器水冷却器没有进出物流,只能有一股进能流或一股出能流。水冷却器的进入界面如下图:计算类型:通过下拉菜单选择水冷却器的计算类型,有四种情况:已知进出口水温度和热负荷求冷却水用量、已知进口水温热负荷和却水用量求出口水温、已知出水温热负荷和却水用量求进水温、已知进出口水温度和冷却水用量求热负荷。1.第一种情况:已知进出口水温度和热负荷求冷却水用量,所需参数如下:进口温度:输入进口冷却水的温度。出口温度:输入出口冷却水的温度。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。2.第二种情况:已知进口水温热负荷和却水用量求出口水温,其参数输入窗口见下图。所需参数如下:进口水温:输入进口冷却水的温度。冷水用量:输入冷却水的流量。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。3.第三种情况:已知出水温热负荷和却水用量求进水温,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:冷水用量:输入冷却水的流量。出口水温:输入出口冷却水的温度。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。4.第四种情况:已知进出口水温度和冷却水用量求热负荷,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:进口温度:输入进口冷却水的温度。出口温度:输入出口冷却水的温度。冷水用量:输入冷却水的流量。4.水蒸汽加热器水蒸汽加热器没有进出物流,只能有一股进能流或一股出能流。水蒸汽加热器的进入界面如下图:计算类型:通过下拉菜单选择水冷却器的计算类型,有两种情况:已知蒸汽温度,压力,热负荷求蒸汽用量、已知蒸汽温度,压力,蒸汽用量求热负荷。1.第一种情况:已知蒸汽温度,压力,热负荷求蒸汽用量,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:进汽温度:输入水蒸汽的入口温度。进汽压力:输入水蒸汽的入口压力。出汽温度:输入水蒸汽的出口温度。出汽压力:输入水蒸汽的出口压力。出口相态:输入水蒸汽的出口液化率。这里热负荷需要用户以进口能流的形式给出。2.第二种情况:已知蒸汽温度,压力,蒸汽用量求热负荷,其参数输入窗口同上图。所需参数如下:进汽温度:输
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