化工流程模拟实训：Aspen Plus教程 第5章流体输送单元模拟 - 副本.ppt

5.3 压缩机Compr——模块参数（2）
选择类型 规定出口条件
等熵效率
多变效率
机械效率
规定效率
5.3 压缩机Compr——效率（1） 等熵效率 Isentropic Efficiency 对于压缩机
对于汽轮机
5.3 压缩机Compr——效率（2）
多变效率
Polytropic Efficiency
参考转速下的单根曲线 Single curve at reference speed；
不同转速下的多条曲线 Multiple curves at different speeds .
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
5.2 泵Pump——特性曲线（3）
第5章 流体输送单元模拟
目录
5.1 概述 5.2 泵Pump 5.3 压缩机Compr 5.4 多级压缩机Mcompr 5.5 阀门Valve 5.6 管段Pipe 5.7 管线系统Pipeline
5.1 概述
Aspen Plus提供6种流体输送单元模块（Pressure Changers）
多级压缩机MCompr 模块用于模拟四种单元设备
多级多变压缩机 Multi-stage Polytropic Compressor
多级多变正排量压缩机 Multi-stage Polytropic Positive Displacement
Compressor 多级等熵压缩机
Multi-stage Isentropic Compressor 多级等熵涡轮机
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）
5.3 压缩机Compr——计算模型（3） Compr 模块模拟涡轮机时仅有1种计算模型： 等熵模型 Isentropic
5.3 压缩机Compr——模块参数（1）
压缩机Compr模块有5种计算形式
输入参数
出口压力（Discharge pressure） 压力增量（Pressure increase） 压力比率（Pressure ratio） 指定功率（Power required） 特性曲线（Use performance curve to determine discharge conditions）
指定功率（Power required）
出口压力（Discharge pressure）
特性曲线（Use performance curve 所需功率（Fluid power/Brake power） to determine discharge conditions）
常用参数指定： 出口压力、泵的水力学效率和驱动机效率
Polytropic using piecewise integration 正排量模型 Positive displacement 分片积分正排量模型
Positive displacement using piecewise integration
5.3 压缩机Compr——计算模型（2） Compr 模块模拟压缩机时提供8种计算模型：
流率，m3/hr 20
扬程，m
40105源自3250 300 400
5.3 压缩机Compr
Compr 模型用于模拟四种单元设备
多变离心压缩机 Polytropic Centrifugal Compressor
多变正排量压缩机 Polytropic Positive Displacement Compressor
5.4 压缩机Compr——模块参数（2）
MCompr 的模型参数 设定方式 (Specification type)
指定压缩机的工作方式，与压缩机Compr模块有所不同
设定方式 固定最后一级出口压力 固定每级出口条件 用特性曲线确定出口条件
英文对照 Fix discharge pressure from last stage
结果查看
5.2 泵Pump——例题1
一泵将压力为170kPa的物流加压到690kPa，进 料的温度为-10℃，摩尔流率及组成如下表所示。 泵的效率为80%，电动机的效率为100%。计算 泵提供给流体的功率、泵所需要的轴功率以及电动
机 消 耗 的 电 功 率 各 是 多 少 ？ 物 性 方 法 采 用 PENG-
Multi-stage Isentropic Turbine
5.4 多级压缩机Mcompr——模块参数（1）
MCompr 的模型参数
级数 Number of stages
指定压缩机的级数
压缩机模型 Compressor model
有6种计算模型供选用
计算模型 等熵模型 ASME等熵模型 GPSA等熵模型 ASME多变模型 GPSA多变模型 正排量模型
5.3 压缩机Compr——效率（3）
机械效率
Mechanical Efficiency
压缩机
汽轮机
5.3 压缩机Compr——特性曲线（1）
特性曲线有4种输入方式：
列表数据 多项式 扩展多项式 用户子程序
Tabular Data Polynomials Extended Polynomials User Subroutines
在Curve Data页面中输入特性曲线数据：
特性曲线变量的单位 Units of curve variables
每根曲线特性数据表 如 Head vs. flow tables
每根曲线的对应转速 Curve speeds
5.2 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Pump——特性曲线（5） 在Efficiencies页面中输入效率数据：
输入流量—效率数据
5.2 泵Pump——特性曲线（6） 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：
规定操作转速
5.2 泵Pump——特性曲线（7） 用多项式表示特性曲线：
输入多项式系数
5.2 泵Pump——NPSHR（1） 汽蚀余量又叫净正吸头NPSH，是表示汽蚀性能的
输出结果 所需功率（Fluid power/Brake power） 所需功率（Fluid power/Brake power） 所需功率（Fluid power/Brake power） 出口压力（Discharge pressure） 所需功率（Fluid power/Brake power）
常用参数指定： 出口压力+指定效率
5.3 压缩机Compr——计算模型（1）
Compr 模块模拟压缩机时提供8种计算模型：
等熵模型 Isentropic ASME等熵模型 Isentropic using ASME method GPSA等熵模型 Isentropic using GPSA method ASME多变模型 Polytropic using ASME method GPSA多变模型 Polytropic using GPSA method 分片积分多变模型
ROB。 组分
缩写式
流率，kmol/hr
甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 1,3-丁二烯
C1 C2 C3 NC4 IC4 DC4
0.05 0.45 4.55 8.60 9.00 9.00
5.2 泵Pump——例题2
一 泵 输 送 流 率 为 100kmol/hr 的 苯 ， 苯 的 压 力 为 100kPa，温度为40℃。泵的效率是60%，电动机 的效率是90%，特性曲线数据如下表所示。计算泵 的出口压力、提供给流体的功率及泵所需要的轴功 率各是多少？物性方法采用RK-SOAVE。
曲线 形式
曲线 变量
曲线 数量
其他 选项
5.3 压缩机Compr——结果查看 从数据浏览器的Compr对象下选择Results |
Summary查看结果，结果显示轴功率、出口压力、 出口温度等参数。
结果查看
5.3 压缩机Compr——例题
物流的温度为100℃，压力为690kPa，组成下表
所示。现用多变压缩机将该物流压缩至3450kPa，
5.2 泵Pump——模块参数（2）
指定模型 指定参数 指定效率
5.2 泵Pump——特性曲线（1）
特性曲线有三种输入方式：
列表数据 多项式 用户子程序
Tabular Data Polynomials User Subroutines
特性曲线的数目，有三个选项：
操作转速下的单根曲线 Single curve at operating speed；
5.4 多级压缩机MCompr
多级压缩将气体的压缩过程分在若干级中进行，并 在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。
5.4 多级压缩机Mcompr——连接（1） MCompr 模型的外部连接图如下：
5.4 多级压缩机Mcompr——连接（2） MCompr 模型的内部连接图如下：
5.4 多级压缩机Mcompr——计算模型
特性曲线的数目，有三个选项：
操作转速下的单根曲线
Single curve at operating speed 参考转速下的单根曲线
Single curve at reference speed 不同转速下的多条曲线
Multiple curves at different speeds
5.3 压缩机Compr——特性曲线（2）
等熵压缩机 Isentropic Compressor
等熵汽轮机 Isentropic Turbine
5.3 压缩机Compr——连接
压缩机是将 机械能转变为 气体能量，用 以给气体增压 或输送的机械 。按增压程度 由低到高又可 以分为通风机 、鼓风机和压 缩机。
5.3 压缩机Compr——连接 Compr 模型的连接图如下：
汽蚀余量” NPSHA——
Net Positive Suction Head Available
在实际使用条件下，选择的泵应该满足：
5.2 泵Pump——结果查看 从 数 据 浏 览 器 的 Pump 对 象 下 选 择 Results |
Summary，查看结果，结果中显示流体功率、轴 功率、电功率等参数。
5.2 泵Pump
Pump模块用于模拟两种设备
泵（Pump） 泵是把机械能转换成液体的能量，用来给液体
增压和输送液体的流体机械。 水轮机（Turbine）
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动 力机械，它属于流体机械中的透平机械。
5.2 泵Pump——连接 泵Pump连接示意图
5.2 泵Pump——模块参数（1） 泵Pump模块有5种计算形式
英文对照 Isentropic Isentropic using ASME method Isentropic using GPSA method Polytropic using ASME method Polytropic using GPSA method Positive displacement
Fix discharge conditions from each stage Use performance curves to determine discharge conditions
压缩机的多变效率为100%，驱动机的机械效率为
100%。计算压缩机所需的轴功率及该物流的出口
温度和体积流率各是多少？物性方法采用PENG-
ROB。
组分
甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 1,3-丁二烯
缩写式
C1 C2 C3 NC4 IC4 DC4
流率，kmol/hr
0.05 0.45 4.55 8.60 9.00 9.00
主要参数。 设计泵的安装位置时，应核算“必需汽蚀余量”
NPSHR—— Net Positive Suction Head Required
其中：Hs 为允许吸上真空度
5.2 泵Pump——NPSHR（2） 在NPSHR页面输入NPSHR数据
5.2 泵Pump——NPSHR（3） 根据安装和流动情况可以算出泵进口处的“有效