aspen单元模块

AspenPlus中各类主要单元模块介绍主要模块类型PressureChangers（流体输送设备）HeatExchangers（换热器）Columns（塔）Reactors（反应器）Mixers/Splitters（汇合/分支节点）Separators（分离器）Solids（固体分离设备）一、流体输送模型(PressureChangers)管线管道阀门多级压缩机压缩机泵Pump——模型参数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）功率最简单的用法是指定出口压力(Dischargepressure)，并给定泵的水力学效率(PumpEfficiency)和驱动机效率(DriverEfficiency)，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——特性曲线标准的设计方法是使用泵特性曲线(Performancecurve)。特性曲线有三种输入方式：•列表数据TabularData•多项式Polynomials•用户子程序UserSubroutines列表数据是最常用的输入方式。Pump——特性曲线在CurveData表单中输入具体数据：1、特性曲线变量的单位Unitsofcurvevariables2、每根曲线特性数据表如Headvs.flowtables3、每根曲线的对应转速CurvespeedsPump——特性曲线在Efficiencies表单输入效率数据：Pump——特性曲线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——特性曲线用多项式表示特性曲线：Pump—Q~NPSHR表设计泵的安装位置时，应核算“必需汽蚀余量”NetPositiveSuctionHeadRequired10()NPSHRHsm其中：Hs为允许吸上真空度Pump—Q~NPSHR表在NPSHR表单中输入NPSHR数据Pump——NPSHA1.3NPSHANPSHR根据安装和流动情况可以算出泵进口处的“有效汽蚀余量”NetPositiveSuctionHeadAvailable在实际使用条件下，选择的泵应该满足从数据浏览器的Pump对象下选择Results查看结果Pump—示例1一水泵将流量为100m3/hr，压强为1.5bar，温度为25C的水加强到6bar。若泵效率为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，电机消耗的电功率各是多少？Pump—示例2一离心泵输送流量为100m3/hr的水，水的压强为1.5bar，温度为25C。泵的特性曲线如下：流量（m3/hr）70.090.0109.0120.0扬程（m）59.054.247.843.0效率（%）64.569.069.066.0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？Compr压缩机模型1.多变离心压缩机（PolytropicCentrifugalCompressor)2.多变正排量压缩机（PolytropicPositiveDisplacementCompressor)3.等熵压缩机（IsentropicCompressor)4.等熵汽轮机（IsentropicTurbine)Compr模型用于模拟四种单元设备Compr——计算模型AmericanSocietyofMechanicalEngineers)GasProcessorsSuppliersAssociation美国机械师协会(复杂，准确）气体处理工艺商协会(简单，不准确）标准等熵模型（热力学简化)ASME修正的等熵模型GPSA修正的等熵模型ASME修正的多变模型GPSA修正的多变模型分片积分多变模型正排量模型正排量模型用分片积分计算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•所需功率排出压力•特性曲线所需（产）功率Compr——模型参数多变多变1、等熵效率IsentropicEfficiency压缩机汽轮机inoutinsshhhhoutinsoutinoutshhhhCompr——效率Compr模型有三种效率：2、多变效率PolytropicEfficiency多方系数—kcckkvpp113、机械效率MechanicalEfficiency压缩机汽轮机轴功对气体作功m对气体作功轴功mCompr——效率Compr——结果查看从数据浏览器的Compr对象下选择Results查看结果一压缩机将压强为1.1bar的空气（air)加压到3.3bar，空气的温度为25C，流量为1000m3/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？Valve——阀门模型阀门模型用来调节流体流经管路时的压降。阀门模型有三种应用方式（计算类型）1.绝热闪蒸到指定出口压力Adiabaticflashforspecifiedoutletpressure2.对指定出口压力计算阀门流量系数Calculatevalveflowcoefficientforspecifiedoutletpressure3.对指定阀门计算出口压力(核算方式)CalculateoutletpressureforspecifiedvalveValve——阀门参数•阀门类型(Valvetype)：截止阀(Global)、球阀(Ball)、蝶阀(Butterfly)•厂家(Manufacturer)：Neles-Jamesbury•系列/规格(Series/Style):线性流量(linearflow)、等百分比流量(equalpercentflow)•尺寸(Size)：公称直径运用核算方式时，需输入以下参数：Valve——阀门参数Valve——阀门参数以及阀门开度(Opening)：Valve——结果查看从数据浏览器的Valve对象下选择Results查看结果水的温度为30度，压强为6bar，流量为150m3/Hr,流经一公称通径为8英寸的截止阀。阀门的规格为V500系列的线性流量阀，阀门的开度为20%.求：阀门出口的水压强是多少？Pipe——管段模型管段模型计算等直径、等坡度的一段管道的压降和传热量。Pipe——管段模型Pipe——管段参数管道参数表长度直径提升粗糙度用户子程序计算Pipe——热参数设定热通量等温线性温度剖型绝热(零热负荷)热量衡算内部温度环境温度传热系数能量平衡参数热参数类型热参数设定表Pipe——管件参数法兰连接/焊接螺纹连接闸阀蝶阀90度肘管直行三通旁路三通其余当量长度其余K因子管件参数连接方式Pipe——结果查看从数据浏览器的Pipe对象下选择Results查看结果Pipe——结果查看计算结果还包括流体状态沿管长的分布剖形(Profiles)Pipe——示例1流量为5000kg/h，压强为7bar的饱和水蒸汽流经1084的管道。管道长20m，出口比进口高5m，粗糙度为0.05mm。管道采用法兰连接，安装有闸阀1个，90肘管2个。环境温度为20C，传热系数为20W/m2K。求：出口处蒸汽的压强、温度和含水率，以及管道的热损失各是多少？Pipeline——管线模型管线模型计算由多段管道串联组成的一条管线的压降。Pipeline——管线模型Pipeline——管线参数计算方向管段结构传热选项物性计算流动基准输入节点坐标输入长度及角度与周围环境进行能量计算指定温度配置文件每一步进行闪蒸从属性点插入使用入口物流使用出口物流计算环境压力计算内部压力内部（环境）压力温度Pipeline——管线参数内端点外端点管段编号Pipeline—管线参数完成后的表如下：Pipeline——结果查看从数据浏览器的Pipeline对象下选择Results查看结果Pipeline——结果查看Pipeline的Profiles给出了每个节点处的结果例：流量为100m3/h，温度为50度，压强为5bar的水流经108*4的管线。管线首先向东延伸5m,再向北5m，再向东10m，再向南5m，然后升高10m，再向东5m。管内壁粗糙度为0.05mm。求：管线出口处的压强是多少？二、ASPENPLUS的主要换热器模型模型说明目的用于Heater加热器或冷却器确定出口物流的热和相态条件加热器、冷却器、冷凝器等HeatX两股物流的换热器在两个物流之间换热两股物流的换热器。当知道几何尺寸时，核算管壳式换热器MHeatX多股物流的换热器在多股物流之间换热多股热流和冷流换热器，两股物流的换热器，LNG换热器1、闪蒸规定(Flashspecifications)（1）温度Temperature（2）压力Pressure（3）温度改变Temperaturechange（4）蒸汽分率Vaporfraction（5）过热度Degreesofsuperheating（6）过冷度Degreesofsubcooling（7）热负荷HeatdutyHeater—模型参数Heater模型有两组模型设定参数：从中任选两项512、有效相态(ValidPhase)（1）蒸汽（2）液体（3）固体（4）汽—液（5）汽—液—液（6）液—游离水（7）汽—液—游离水Heater模型有两组模型设定参数：52Heater—模型参数（4）53流量为1000kg/hr（0.4MPa）的饱和水蒸汽用蒸汽过热器加热到过热度100℃（0.39MPa），求过热蒸汽温度和所需供热量。Heater—示例354两股物流的换热器HeatX功能：在两个物流之间换热用途：当知道几何尺寸时，核算管壳式换热器551、简捷计算(shortcut)简捷计算只能与设计或模拟选项配合。简捷计算不考虑换热器的几何结构对传热和压降的影响，人为给定传热系数和压降的数值。使用设计(design)选项时，需设定热(冷)物流的出口状态或换热负荷，模块计算达到指定换热要求所需的换热面积。使用模拟(simulation)选项时，需设定换热面积，模块计算两股物流的出口状态。HeatX—计算类型562、详细计算(detailed)详细计算只能与核算或模拟选项配合。详细计算可根据给定的换热器几何结构和流动情况计算实际的换热面积、传热系数、对数平均温度校正因子和压降。使用核算(rating)选项时，模块根据设定的换热要求计算需要的换热面积。使用模拟(simulation)选项时，模块根据实际的换热面积计算两股物流的出口状态。HeatX—计算类型57HeatX—详细计算58管子的几何尺寸计算管侧膜系数和压降需要管束的几何尺寸，HeatX模型也用这个信息从膜系数来计算传热系数，在GeometryTubes（管子的几何尺寸）页上输入管子的几何尺寸。对裸管换热器或低翅片管换热器管子总数Totalnumber管子长度Length管子直径Diameter管子的排列Pattern管子的材质Material59HeatX——管程参数60HeatX——管程参数管程参数还有管尺寸(Tubesize)，可用两种方式输入：实际尺寸Actual内径Innerdiameter外径Outerdiameter厚度Tubethickness三选二公称尺寸Nominal直径DiameterBWG规格Birminghamwiregauge61HeatX——管程参数62HeatX——管翅结构对于翅片管，还需从管翅(Tubefins)表单中输入以下参数：翅片高度Finheight翅片高度/翅片根部平均直径Finheight/Finrootmeandiameter翅片间距Finspacing:每单位长度的翅片数/翅片厚度Numberoffinsperunitlength/Finthickness63HeatX——管翅结构(2)64He