AspenPlus应用基础 - 传热过程
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第一讲 AspenPlus应用基础
输入化学组分信息
1. 2. 3.
每个组分必须有唯一的ID 组分可用英文名称或分子式输入 利用弹出对话框区别同分异构体
命名
组分名称
分子式
有异构体时要加后缀， 例如 C2H6O-2
类型
寻找需要的组分
电解质 用户自定义 查看组分性质
选用物性计算方法和模型
1. 2. 3.
过程类型 Process type 基础方法 Base method 亨利组分 Henry components
复制
黏贴链接
符号
状态
表输入未完成 表输入完成 表中没有输入。是可选项。
对于该表有计算结果。
对于该表有计算结果，但有计算错误。 对于该表有计算结果，但有计算警告。 对于该表有计算结果，但自从生成结果后输入已经改变。
输出报告
10. 保存模拟项目 Save Project
Bkp文件与Apw文件的区别 • • Bkp文件可以适用于升级后的软件版本，Apw 文件不能在升级后的软件中打开。 Bkp文件不保存中间收敛信息， Apw文件 保存中间收敛信息。
2.
选用单元操作模块 Model Blocks
3. 选图标： 每一种单元操作模块可以用不同的图标表示。可 根据流程图的需要和自己的喜好选择表示模块的 图标。 绘制模块： 选好图标后，在绘图区中的选定位置点击鼠标左 键，即在流程图中绘出模块。可根据需要用鼠标 拖放以调节图标的位置和大小，并重新设定模块 名称。
选用物性计算方法和模型
物性选择帮助程序
原油组分计算选项
选用物性计算方法帮助程序
基于组成 基于流程
ASPEN PLUS不同领域 推荐采用的物性数据库
ASPEN PLUS不同领域 推荐采用的物性数据库
Aspen Plus 使用介绍
Aspen Plus 使用介绍通过例题来了解Aspen Plus 使用。
例题：异丙苯合成工艺模拟异丙苯(C9H12)是合成染料、树脂的重要原料，可以由苯(C6H6)和丙烯(C3H6) 合成得到，具体的反应式如下：苯的流量为401bmol ／h~，丙烯的流量为401bmol ／h;反应器的热负荷和压力降均为零，丙烯的转化率90％；反应后的气体进入换热器降温冷却，换热器出口温度为130。
F 、压降为 O ．1psi 。
然后再进入压力为latm(1atm==101325Pa ，下同)、热负荷为0Btu ／h(1Btu=1055．06J ， 下同)的闪蒸器进行气液分离，液相作为产品直接引出，气相循环进入反应器，如图2-8。
用RK-SOA VE 进行热力学性质估算。
试用Aspen Plus 模拟该工艺过程，求液相产品的热力 学状态及各组分的流率。
模拟步骤如下：步骤一：启动Aspen启动方式：双击桌面快捷方式，或点击开始菜单。
提供用户信息（Account imfomation ） 首先出现图2-10界面，需选择空白模拟（Blank Simulation ）、模板（Template ）或打开已有模拟文件（Open an Existing Simulation ）。
如用模板启动，则进入图2-11界面，选英制单位的通用模板（General with English Units ）。
Aspen 提供的模板：空气分离、化学工艺、电解质、气体处理、一般工艺（广泛用于汽液平衡）、石油（石油化工）、医药、湿法冶金、固体、特种化工。
可用英制、米制作为缺省单位制。
新模拟时，需在Run Type 列表框中选运行类型，见图2-11。
运行类型：Flowsheet 、Property Estimation 、Property Analysis和 Data Regression本例选Flowsheet 。
文件File 的下拉菜单中选Save 或 Save As 保存文件。
ASPEN换热过程
6
Heater应用示例 (1)
20℃、0.41MPa、4000 kg/hr 流量的软水在锅 炉中加热成为饱和水蒸气进入生蒸汽总管。求所 需的锅炉供热量。
2.56004E+06Kcal/hr
1000 kg/hr、0.41MPa的饱和水蒸汽用蒸汽过 热器加热到过热度 100℃（0.41MPa），求过热 蒸汽温度和所需供热量。
• 用以表示金属的线径、板厚、管壁厚度，其与毫米之关系如下:
B.W.G 0000 000 00 0 1 2 3 4 5 6 毫米(mm) 11.5 10.8 9.65 8.63 7.62 7.21 6.58 6.04 5.59 5.15 B.W.G 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 毫米(mm) 4.57 4.19 3.76 3.4 3.05 2.77 2.41 2.11 1.83 1.65 B.W.G 毫米(mm)
t m t m,逆
—— 温差修正系数
与冷热两流体温度变化有关，表示为 P 和 R 两参数的函数
f P, R
P
t 2 t 1 冷流体实际温度变化 T 1 t 1 冷流体最大温度变化
T 1 T 2 热流体实际温度变化 R t 2 t 1 冷流体实际温度变化
出口温度或温度变化和下列之一:
压力 热负荷 汽化分率
4
Heater － 连接
Heater 模型的连接图如下：
5
Heater 输入规定
对于单相用压力（压降）和下列之一:
出口温度 热负荷或入口热流股 温度变化
汽化分率为： 1是露点, 0是泡点 简单的例子：
常压下，0℃、1000kg/hr的水升高1 ℃，需要多少热量？ (热力学方法使用SRK)
ASPEN换热过程-42页文档资料
HeatX—流动方向
逆流 Countercurrent
并流 Cocurrent
16 Introduction to Aspen Plus
HeatX—LMTD校正
常数 Constant
由用户指定校正系数，可查手册。
几何结构 Geometry
由软件根据换热器结构和流动情况计算。
用户子程序 User-subr
17 Introduction to Aspen Plus
传热温差：推动力
列管式换热器中两种流体的流动比较复杂的多程流动。 对于错流或折流平均温差，通常是先按逆流求算，然后再根 据流动型式加以修正，即
tmtm,逆 —— 温差修正系数
与冷热两流体温度变化有关，表示为 P 和 R 两参数的函数
f P,R
Pt2t1冷 流 体 实 际 温 度 变 化 T1t1 冷 流 体 最 大 温 度 变 化
RT1T2热 流 体 实 际 温 度 变 化 t2t1 冷 流 体 实 际 温 度 变 化
18 Introduction to Aspen Plus
2.56004E+06Kcal/hr
1000 kg/hr、0.41MPa的饱和水蒸汽用蒸汽过 热器加热到过热度 100℃（0.41MPa），求过热 蒸汽温度和所需供热量。
245.57℃、51034.7kcal/hr
7 Introduction to Aspen Plus
Heater应用示例 (2)
操作Heater
Heater 模块在规定热力学状态下把多股入口物流 混合生成单股出口物流。
可以使用 Heater 表示:
Heaters（加热器） Coolers（冷却器） Valves（阀门，仅改变压力，不涉及阻力） Pumps （泵）和 Compressors （压缩机）(无论何时
Aspen_plus_热过程单元的仿真设计(一)(5讲)
HeatX—计算类型（2）
HeatX—简捷计算
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。 使用模拟选项时，需设定换热面积，模 块计算两股物流的出口状态。
Heater — 应用示例 (4)
流量为 100 kg/hr、压力为 0.2 MPa、温度为20 ℃的丙酮通 过一电加热器。当加热功率分别 为 2 kW、5 kW、10 kW 和 20 kW 时，求出口物流的状态。
Heater — 物性计算
利用Heater模块可以很方便地计算混 合物在给定热力学状态下的各种物性数据， 如泡点、露点、饱和蒸汽压、密度、粘度、 热容、导热系数等等：只需将给定组成的 物流导入Heater模块，根据给定的热力学 状态设定Heater的模型参数，并在总Setup 的Report Options中设定相应的输出参数选 项即可。
Heater 加热器模型（2）
Heater —— 连接
Heater 模型的连接图如下：
Heater — 模型参数
Heater模型有两组模型设定参数：
从 中 任 选 两 项
1、闪蒸规定 ( Flash specifications) （1）温度 Temperature （2） 压力 Pressure （3）温度改变 Temperature change （4）蒸汽分率 Vapor fraction （5）过热度 Degrees of superheating （6）过冷度 Degrees of subcooling （7）热负荷 Heat duty
CAPD基础 第五讲
AspenPlus应用基础 - 传热过程
20
HeatX——几何结构（壳程1）
21
HeatX ——几何结构（壳程2）
22
HeatX ——几何结构（挡板1）
Segmental Baffle
23
HeatX ——几何结构（挡板2）
Rod Baffle
24
HeatX ——几何结构（管程1）
25
HeatX ——几何结构（管程2）
26
15
HeatX—— 换热器设定（3）
11） 传热面积 (Heat transfer area)
12）热负荷 (Exchanger duty)
13）几何条件 (Geometry)
16
HeatX—— 简捷计算 (1)
压降 ( Pressure Drop )
分别指定热侧和冷侧的出口压力 ( Outlet pressure )
5）热物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)
14
HeatX—— 换热器设定（2）
6）冷物流出口温度 t2 (Cold stream outlet temperature)
7）冷物流出口温升 t2 – t1 (Cold stream outlet temperature increase)
8）冷物流出口温差 T2 – t2 或 T1 – t2 (Cold stream outlet temperature approach)
9）冷物流出口过热度 t2 – tdew (Cold stream outlet degrees superheat)
10）冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)
11
HeatX —— 模型参数（4）
HeatX——几何结构（壳程1）
21
HeatX ——几何结构（壳程2）
22
HeatX ——几何结构（挡板1）
Segmental Baffle
23
HeatX ——几何结构（挡板2）
Rod Baffle
24
HeatX ——几何结构（管程1）
25
HeatX ——几何结构（管程2）
26
15
HeatX—— 换热器设定（3）
11） 传热面积 (Heat transfer area)
12）热负荷 (Exchanger duty)
13）几何条件 (Geometry)
16
HeatX—— 简捷计算 (1)
压降 ( Pressure Drop )
分别指定热侧和冷侧的出口压力 ( Outlet pressure )
5）热物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)
14
HeatX—— 换热器设定（2）
6）冷物流出口温度 t2 (Cold stream outlet temperature)
7）冷物流出口温升 t2 – t1 (Cold stream outlet temperature increase)
8）冷物流出口温差 T2 – t2 或 T1 – t2 (Cold stream outlet temperature approach)
9）冷物流出口过热度 t2 – tdew (Cold stream outlet degrees superheat)
10）冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)
11
HeatX —— 模型参数（4）
化工流程模拟实训：Aspen Plus教程 第6章换热器单元模拟
变量 计算方法 常数 Constant U value 相态法 Phase specific values 幂函数 Power law expression 简捷法使用准则 No 严格法使用准则 Yes
Film confficients 膜系数
No
Yes
No
Yes
由几何尺寸计算 Calculate from geometry
（10）冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)
（11）传热面积 (Heat transfer area) （12）热负荷 (Exchanger duty)
（13）几何条件 (Geometry)（详细计算时采用）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
Heater模型有两组模型设定参数：闪蒸规定与有效相态
温度 Temperature 压力 Pressure 温度 Temperature change 蒸汽分率 Vapor fraction 过热 Degrees of superheating 过冷 Degrees of subcooling 热负荷 Heatduty
注意：指定压力(Pressure)，当指定值>0时，代表出口的绝对压力值； 当指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。
6.2 换热器Heater
Heater的常用的几种闪蒸规定组合
出口温度 热负荷或者入口热流率
压力（或压降）与右列之一 汽化分率 温度改变 过冷度或过热度 压力 出口温度或温度改变与右列之一 热负荷 汽化分率
LNG换热器等
6.2 换热器Heater
Heater 模型用于模拟单股或多股物流，使其变成某 一特定状态下的单股物流 ；也可通过设定条件来求已知组
Film confficients 膜系数
No
Yes
No
Yes
由几何尺寸计算 Calculate from geometry
（10）冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)
（11）传热面积 (Heat transfer area) （12）热负荷 (Exchanger duty)
（13）几何条件 (Geometry)（详细计算时采用）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
Heater模型有两组模型设定参数：闪蒸规定与有效相态
温度 Temperature 压力 Pressure 温度 Temperature change 蒸汽分率 Vapor fraction 过热 Degrees of superheating 过冷 Degrees of subcooling 热负荷 Heatduty
注意：指定压力(Pressure)，当指定值>0时，代表出口的绝对压力值； 当指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。
6.2 换热器Heater
Heater的常用的几种闪蒸规定组合
出口温度 热负荷或者入口热流率
压力（或压降）与右列之一 汽化分率 温度改变 过冷度或过热度 压力 出口温度或温度改变与右列之一 热负荷 汽化分率
LNG换热器等
6.2 换热器Heater
Heater 模型用于模拟单股或多股物流，使其变成某 一特定状态下的单股物流 ；也可通过设定条件来求已知组
化工流程模拟实训AspenPlus教程第三章换热器单元模拟
第6章 换热器单元模拟
作者：全本军 孙兰义
换热器单元模拟
6.1 概述 6.2 换热器Heater 6.3 换热器HeatX
6.1 概述
换热器定义：换热器是用来改变物流热力学状态的水杯、冰箱、空调等。 2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。通常，在化工厂的 建设中，换热器约占总投资的11％～ 40％ 。
注意：指定压力(Pressure)，当指定值>0时，代表出口的绝对压力值； 当指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。
6.2 换热器Heater
Heater的常用的几种闪蒸规定组合
压力（或压降）与右列之一 出口温度或温度改变与右列之一
出口温度 热负荷或者入口热流率 汽化分率 温度改变 过冷度或过热度 压力 热负荷 汽化分率
Aspen Plus 换热器单元模块说明：
模块 Heater HeatX MHeatX
说明
加热器或 冷却器
两股物流 换热器
多股物流 换热器
功能 改变一股物流的热力学状态
模拟两股物流换热过程 模拟多股物流换热过程
适用对象 加热器、冷却器、仅涉及 压力的泵、阀门或压缩机 管壳式换热器、空冷气、
板式换热器
典型的HeatX流程连接
入口热物流
出口冷物流 倾析水 （可选）
入口冷物流
出口热物流 倾析水
（可选）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
HeatX 的设定要从HeatX的 Specification页面进行操作，有 四组设定参数：
1、计算类型（Calculation） 2、流动方式（Flow arrangement） 3、运算模式（Type） 4、换热器设定（Exchanger specification）
作者：全本军 孙兰义
换热器单元模拟
6.1 概述 6.2 换热器Heater 6.3 换热器HeatX
6.1 概述
换热器定义：换热器是用来改变物流热力学状态的水杯、冰箱、空调等。 2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。通常，在化工厂的 建设中，换热器约占总投资的11％～ 40％ 。
注意：指定压力(Pressure)，当指定值>0时，代表出口的绝对压力值； 当指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。
6.2 换热器Heater
Heater的常用的几种闪蒸规定组合
压力（或压降）与右列之一 出口温度或温度改变与右列之一
出口温度 热负荷或者入口热流率 汽化分率 温度改变 过冷度或过热度 压力 热负荷 汽化分率
Aspen Plus 换热器单元模块说明：
模块 Heater HeatX MHeatX
说明
加热器或 冷却器
两股物流 换热器
多股物流 换热器
功能 改变一股物流的热力学状态
模拟两股物流换热过程 模拟多股物流换热过程
适用对象 加热器、冷却器、仅涉及 压力的泵、阀门或压缩机 管壳式换热器、空冷气、
板式换热器
典型的HeatX流程连接
入口热物流
出口冷物流 倾析水 （可选）
入口冷物流
出口热物流 倾析水
（可选）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
HeatX 的设定要从HeatX的 Specification页面进行操作，有 四组设定参数：
1、计算类型（Calculation） 2、流动方式（Flow arrangement） 3、运算模式（Type） 4、换热器设定（Exchanger specification）
化工流程模拟实训：Aspen_Plus教程_第6章换热器单元模拟
典型的HeatX流程连接
入口热物流
出口冷物流 倾析水 （可选）
入口冷物流
出口热物流 倾析水
（可选）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
HeatX 的设定要从HeatX的 Specification页面进行操作，有 四组设定参数：
1、计算类型（Calculation） 2、流动方式（Flow arrangement） 3、运算模式（Type） 4、换热器设定（Exchanger specification）
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
变量
计算方法
简捷法使用准则 严格法使用准则
常数Constant （由用户指定校正 系数，也可查手册）
Default
LMTD
对数平均温 差校正因子
几何尺寸 Geometry 用户子程序 User-subroutine
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
变量
Pressure Drop 压降
计算方法
由出口压力计算 Outlet pressure
由几何尺寸计算 Calculate from geometry
简捷法使用准则 Default No
严格法使用准则 Yes
Default
注意：
U-methods传热系数、Film confficients膜系数的计算方法中的 相态法需要分别指定冷热两侧不同相态组合下的传热系数。
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
注意：对于并流或者逆流换热来讲，热物流出口温差的表 示方法是不同的。
入口热物流
出口冷物流 倾析水 （可选）
入口冷物流
出口热物流 倾析水
（可选）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
HeatX 的设定要从HeatX的 Specification页面进行操作，有 四组设定参数：
1、计算类型（Calculation） 2、流动方式（Flow arrangement） 3、运算模式（Type） 4、换热器设定（Exchanger specification）
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
变量
计算方法
简捷法使用准则 严格法使用准则
常数Constant （由用户指定校正 系数，也可查手册）
Default
LMTD
对数平均温 差校正因子
几何尺寸 Geometry 用户子程序 User-subroutine
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
变量
Pressure Drop 压降
计算方法
由出口压力计算 Outlet pressure
由几何尺寸计算 Calculate from geometry
简捷法使用准则 Default No
严格法使用准则 Yes
Default
注意：
U-methods传热系数、Film confficients膜系数的计算方法中的 相态法需要分别指定冷热两侧不同相态组合下的传热系数。
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
注意：对于并流或者逆流换热来讲，热物流出口温差的表 示方法是不同的。
化工流程模拟实训：Aspen_Plus教程_第6章换热器单元模拟
换热器几何尺寸 Exchanger Geometry
膜系数 Film confficients
简捷法使用准则 Yes
Default Yes No No
严格法使用准则 Yes Yes Yes
Default Yes
用户子程序 User-subroutine
No
Yes
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
6.2 换热器HeatX
Heatx 换热器的几何结构参数
壳程(Shell)表单中允许用户对以下参数进行设置：
壳程类型（TEMA shell type） 管程数（No. of tube passes） 换热器方位（Exchanger orientation） 密封条数（Number of sealing strippairs） 管程流向（Direction of tubeside flow） 壳内径（Inside shell diameter） 壳/管束间隙（Shell to bundle clearance） 串联壳程数（Number of shells in Series） 并联壳程数（Number of shells in Parallel）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
在换热器中，流体走管程/壳程，下列几点可作为选择的 一般原则：
a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程，方便清洗。 b) 腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。 c) 压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。 d) 饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽较清洁，表面传热系数与流速无关， 而且冷凝液易排出。 e) 流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜。 f) 需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。
膜系数 Film confficients
简捷法使用准则 Yes
Default Yes No No
严格法使用准则 Yes Yes Yes
Default Yes
用户子程序 User-subroutine
No
Yes
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
6.2 换热器HeatX
Heatx 换热器的几何结构参数
壳程(Shell)表单中允许用户对以下参数进行设置：
壳程类型（TEMA shell type） 管程数（No. of tube passes） 换热器方位（Exchanger orientation） 密封条数（Number of sealing strippairs） 管程流向（Direction of tubeside flow） 壳内径（Inside shell diameter） 壳/管束间隙（Shell to bundle clearance） 串联壳程数（Number of shells in Series） 并联壳程数（Number of shells in Parallel）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
在换热器中，流体走管程/壳程，下列几点可作为选择的 一般原则：
a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程，方便清洗。 b) 腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。 c) 压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。 d) 饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽较清洁，表面传热系数与流速无关， 而且冷凝液易排出。 e) 流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜。 f) 需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。
AspenPlus应用基础反应器
指定相对于每一单位质量非惰性进料 而言，RYield出口物流中各种组分间的 相对产率。并设定进料中的惰性组分。
RYield — 示例（1）
甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：
C4 H 22 H O C2 O 42 H
原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为14，流量为 100 kmol/hr。反应在恒压及等温条件下进行，系统 总压为0.1013 MPa，温度为750 ℃，如果反应器出口 物流中摩尔比率CH4 H2O : CO2 : H2等于1 : 2 : 3 : 4 时，CO2和H2的产量是多少？需要移走的反应热负荷 是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素 平衡？
留留占在所时时的反占间间体应的和和积器体气所分中积相占率的。/的凝。停体聚留积相时分所间率占。。的体积分率。
RCSTR —— 选择反应
RCSTR中的化学反应通 过选用预定义的化学反应对 象来设定。
Reactions — 化学反应对象
用途：为三类动力学反应器模 块和RadFrac 模块提供反 应的计量关系、平衡关 系和动力学关系。
RYield — 示例（2）
若在示例（1）的原料气中 加入 25 kmol/hr 氮气，其余条 件不变，计算结果会发生什么 变化？
RYield — 示例（3）
以示例（2）的结果为基础， 在Ryied模块的产率设置项中 将氮气设置为惰性组份，重新 计算，结果如何？
热力学平衡类反应器
根据热力学平衡条件计算反应结果， 不考虑动力学可行性。
1、模型设定 (Specifications) 2、产物 (Products) 3、物流指定 (Assign Steams) 4、惰性物 (Inerts) 5、限制平衡 (Restricted Equilibrium)
RYield — 示例（1）
甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：
C4 H 22 H O C2 O 42 H
原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为14，流量为 100 kmol/hr。反应在恒压及等温条件下进行，系统 总压为0.1013 MPa，温度为750 ℃，如果反应器出口 物流中摩尔比率CH4 H2O : CO2 : H2等于1 : 2 : 3 : 4 时，CO2和H2的产量是多少？需要移走的反应热负荷 是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素 平衡？
留留占在所时时的反占间间体应的和和积器体气所分中积相占率的。/的凝。停体聚留积相时分所间率占。。的体积分率。
RCSTR —— 选择反应
RCSTR中的化学反应通 过选用预定义的化学反应对 象来设定。
Reactions — 化学反应对象
用途：为三类动力学反应器模 块和RadFrac 模块提供反 应的计量关系、平衡关 系和动力学关系。
RYield — 示例（2）
若在示例（1）的原料气中 加入 25 kmol/hr 氮气，其余条 件不变，计算结果会发生什么 变化？
RYield — 示例（3）
以示例（2）的结果为基础， 在Ryied模块的产率设置项中 将氮气设置为惰性组份，重新 计算，结果如何？
热力学平衡类反应器
根据热力学平衡条件计算反应结果， 不考虑动力学可行性。
1、模型设定 (Specifications) 2、产物 (Products) 3、物流指定 (Assign Steams) 4、惰性物 (Inerts) 5、限制平衡 (Restricted Equilibrium)
AspenPlus应用基础
输入化学组分信息
1. 每个组分必须有唯一的ID 2. 组分可用英文名称或分子式输入 3. 利用弹出对话框区别同分异构体
选用物性计算方法和模型
1. 过程类型 Process type 2. 基础方法 Base method 3. 亨利组分 Henry components
Hale Waihona Puke 输入外部流股信息1. 每一股外部流股都必须输入信息 2. 状态变量：温度、压力、流量 3. 组成： 表达基准、数值
使用Aspen Plus的基本步骤(3)
10.运行模拟过程 Run Project 11.查看结果 View of Results 12.输出报告文件 Export Report 13.保存模拟项目 Save Project 14.退出 Exit
选用
Template
1. Simulations： 根据过程类型和拟用的单位制选 用，最常用的是 General with Metric Units 2. Run Type 过程仿真用 Flowsheet
设定全局特性
1. 标题 Title 2. 度量单位 Units of Measurement 输入数据 Input data 输出结果 Output results 3. 全局设定 Global Settings 流量基准 Flow basis 大气压力 Ambient pressure 有效物态 Valid phases 游离水计算 Use free water calculation
连接流股 Connecting Streams
3. 连接流股： 选流股类别： 2. 1. 流股连接点： 用鼠标点击两个配对的流股连接 共有三种流股 选好流股类别后，将光标 移到绘 点，即可完成连接。连接好流股 物流 Material Streams 图区，单元模块上的流股连接点 后可根据流程图的需要给流股重 热流 Heat Streams 处出现箭头标识，红色标识表示 新命名，挪动连接点的位置，以 功流 Work Streams 必需连接的流股，蓝色标识表示 及调节连线的走向。 选择所需的类别。 根据需要选择连接的流股。
化工流程模拟实训AspenPlus教程第6章换热器单元模拟
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
3、Type选择框中有三个选项：
（1）设计 （Design） （2）核算 （Rating） （3）模拟 （Simulation）
Calculation与Type两组选项按下述方式配合使用：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热面积、传热系数、对数平均温度校正因子和压 降。
典型的HeatX流程连接
入口热物流
出口冷物流 倾析水 （可选）
入口冷物流
出口热物流 倾析水
（可选）
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
HeatX 的设定要从HeatX的 Specification页面进行操作，有 四组设定参数：
1、计算类型（Calculation） 2、流动方式（Flow arrangement） 3、运算模式（Type） 4、换热器设定（Exchanger specification）
6.2 换热器HeatX
Heatx 严格计算变量以及使用准则
变量
Pressure Drop 压降
计算方法
由出口压力计算 Outlet pressure
由几何尺寸计算 Calculate from geometry
简捷法使用准则 Default No
严格法使用准则 Yes
Default
注意：
U-methods传热系数、Film confficients膜系数的计算方法中的 相态法需要分别指定冷热两侧不同相态组合下的传热系数。
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
1、Calculation栏中有五个选项：
（1）简捷计算 （Short-cut） （2）详细计算 （Detailed） （3）管壳式换热器计算（Shell&Tube） （4）空冷器计算 （AirCooled） （5）板式换热器计算（Plate heat exchangers）
ASPEN PLUS与换热器设计 _ASPEN PLUS换热器设计说明
ASPEN PLUS换热器设计说明ASPEN PLUS与换热器设计程序的界面本章讲述的是如何使用ASPEN PLUS 自带的换热器设计程序界面(HXINT)在ASPEN PLUS运行与换热器设计程序包之间传输加热/冷却曲线的数据。
本章的主题包括：§生成物性数据§开始运行HTXINT§选择加热/冷却曲线的结果§生成界面文件§在换热器设计程序包中使用界面程序关于换热器设计程序界面用户可以使用HTXINT程序从一个ASPEN PLUS 运行程序中选择加热/冷却曲线数据，并将这些数据传输到某个能被下列换热器设计程序包读取的文件中：§B-JAC中的HETRAN§HTFS的TASC, ACOL, 以及APLE§HTFS的M-系列程序, 包括M-TASC, M-ACOL, 以及M-APLE§HTRI的ST, CST, ACE, PHE以及RKH用户还可以扩展由加热/冷却曲线所得到的默认数据，使其包括换热器设计程序包所需要的所有物性数据。
完成一次ASPEN PLUS 运行之后，在开始运行设计程序之前要先运行HTXINT。
HTXINT将通过一系列提示给用户以指引，为换热器设计程序选择加热/冷却曲线。
HTXINT是一个用于调用ASPEN PLUS 摘要文件工具的应用程序。
在模拟中生成物性数据HTXINT所使用的物性数据来自加热/冷却曲线，许多ASPEN PLUS单元操作模型都可以生成这种曲线。
在使用HTXINT时，用户必须先使用ASPEN PLUS 生成所需的加热/冷却曲线，对于每个想要的单元模块都要生成加热/冷却曲线(一条或多条)。
关于指定加热/冷却曲线的详细细节，请参见第10章“要求加热/冷却曲线计算”一节。
在模块的Hcurve上就可以：1.在“Property Sets”栏下选择“HXDESIGN”2.选择所需采样点的数目。
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20
HeatX——几何结构（壳程1）
21
HeatX ——几何结构（壳程2）
22
1、闪蒸指标 ( Flash specifications)
（1）温度
（2） 压力
（3）温度增量
（4）蒸汽分率
（5）过热度
（5）过冷度
（7） 热负荷
5
Heater ——模型参数 （2）
2、有效相态 ( Valid Phase )
（1）蒸汽
（2）液体
（3） 固体
（4）汽—液
（5） 汽—液—液
（6）液—游离水
Heater 模型用于模拟以下单元， 改变单股物流的温度、压力和相态：
1. 加热器 2. 冷却器 3. 阀门（仅改变压力） 4. 泵（不涉及功率） 5. 压缩机（不涉及功率）
3
Heater —— 连接
Heater 模型的连接图如下：
4
Heater ——模型参数 （1）
Heater模型有两组模型设定参数：
（7） 汽—液—游离水
6
HeatX 换热器模型
HeatX 模型用于模拟下述结构的 管—壳式换热器：
1. 逆流/并流（Countercurrent / Cocurrent) 2. 折流板壳程（Segmental Baffle Shell) 3. 棍式挡板壳程（Rod Baffle Shell) 4. 裸管/低翅片管（Bare/Low-finned Tubes)
指定值 > 0，代表出口的绝对压力值 指定值 < 0，代表出口相对于进口的压力降低值
17
HeatX—— 简捷计算 (2)
总传热系数方法 ( U methods )
• 常数 (Constant) • 相态法 (Phase specific values) • 幂函数 (Power law expression)
Aspen Plus 使用方法
Models for Heat Transfer 热量传递模型
1
热量传递模型的分类
传热单元归属换热器类(Heat Exchangers)，
共7种模型，AspenPlus内部用的有4种：
1. Heater 2. HeatX 3. MHeatX 4. HXFlux
2
Heater 加热器模型
5）热物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)
14
HeatX—— 换热器设定（2）
6）冷物流出口温度 t2 (Cold stream outlet temperature)
7）冷物流出口温升 t2 – t1 (Cold stream outlet temperature increase)
U=Uref(Flow/Flowref)^exponent
18
HeatX—— 详细计算 (1)
压降 ( Pressure Drop )
• 分别指定热侧和冷侧的出口压力 ( Outlet pressure )
• 根据几何结构计算 ( Calculated from geometry )
19
HeatX—— 详细计算 (2)
7
HeatX ——连接
HeatX 模型的连接图如下：
8
HeatX —— 模型参数（1）
HeatX 模型有四组设定参数：
1、计算类型 Calculation type (1) 简捷计算 Short-cut (2) 详细计算 Detailed
热侧——管程/壳程 冷侧——管程/壳程
9
HeatX —— 模型参数（2）
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
HeatX ——换热器设定（1）
1）热物流出口温度 T2 (Hot stream outlet temperature)
总传热系数方法 ( U methods )
• 常数 ( Constant ) • 相态法 ( Phase specific values ) • 幂函数 ( Power law expression ) • 几何结构 ( Exchanger Geometry ) • 传热膜系数 ( Film coefficients )
11
HeatX —— 模型参数（4）
4、换热器设定 (Exchanger specification)
共有13个选项，根据具体情况选择。
12
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8）冷物流出口温差 T2 – t2 或 T1 – t2 (Cold stream outlet temperature approach)
9）冷物流出口过热度 t2 – tdew (Cold stream outlet degrees superheat)
10）冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)
2、流动方向 Flow direction (1) 逆流 Countercurrent (2) 并流 Cocurrent
10
HeatX —— 模型参数（3）
3、对数平均温差校正 LMTD correction (1) 常数 Constant (2) 几何结构 Geometry (3) 用户子程序 User-subr
2）热物流出口温降 T1 - T2 (Hot stream outlet temperature decrease)
3）热物流出口温差 T2 – t1 或T2 – t2 (Hot stream outlet temperature approach)
4）热物流出口过冷度 Tb – T2 (Hot stream outlet degrees subcooling)
15
HeatX—— 换热器设定（3）
11） 传热面积 (Heat transfer area)
12）热负荷 (Exchanger duty)
13）几何条件 (Geometry)
16
HeatX—— 简捷计算 (1)
压降 ( Pressure Drop )
分别指定热侧和冷侧的出口压力 ( Outlet pressure )
HeatX——几何结构（壳程1）
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HeatX ——几何结构（壳程2）
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1、闪蒸指标 ( Flash specifications)
（1）温度
（2） 压力
（3）温度增量
（4）蒸汽分率
（5）过热度
（5）过冷度
（7） 热负荷
5
Heater ——模型参数 （2）
2、有效相态 ( Valid Phase )
（1）蒸汽
（2）液体
（3） 固体
（4）汽—液
（5） 汽—液—液
（6）液—游离水
Heater 模型用于模拟以下单元， 改变单股物流的温度、压力和相态：
1. 加热器 2. 冷却器 3. 阀门（仅改变压力） 4. 泵（不涉及功率） 5. 压缩机（不涉及功率）
3
Heater —— 连接
Heater 模型的连接图如下：
4
Heater ——模型参数 （1）
Heater模型有两组模型设定参数：
（7） 汽—液—游离水
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HeatX 换热器模型
HeatX 模型用于模拟下述结构的 管—壳式换热器：
1. 逆流/并流（Countercurrent / Cocurrent) 2. 折流板壳程（Segmental Baffle Shell) 3. 棍式挡板壳程（Rod Baffle Shell) 4. 裸管/低翅片管（Bare/Low-finned Tubes)
指定值 > 0，代表出口的绝对压力值 指定值 < 0，代表出口相对于进口的压力降低值
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HeatX—— 简捷计算 (2)
总传热系数方法 ( U methods )
• 常数 (Constant) • 相态法 (Phase specific values) • 幂函数 (Power law expression)
Aspen Plus 使用方法
Models for Heat Transfer 热量传递模型
1
热量传递模型的分类
传热单元归属换热器类(Heat Exchangers)，
共7种模型，AspenPlus内部用的有4种：
1. Heater 2. HeatX 3. MHeatX 4. HXFlux
2
Heater 加热器模型
5）热物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)
14
HeatX—— 换热器设定（2）
6）冷物流出口温度 t2 (Cold stream outlet temperature)
7）冷物流出口温升 t2 – t1 (Cold stream outlet temperature increase)
U=Uref(Flow/Flowref)^exponent
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HeatX—— 详细计算 (1)
压降 ( Pressure Drop )
• 分别指定热侧和冷侧的出口压力 ( Outlet pressure )
• 根据几何结构计算 ( Calculated from geometry )
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HeatX—— 详细计算 (2)
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HeatX ——连接
HeatX 模型的连接图如下：
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HeatX —— 模型参数（1）
HeatX 模型有四组设定参数：
1、计算类型 Calculation type (1) 简捷计算 Short-cut (2) 详细计算 Detailed
热侧——管程/壳程 冷侧——管程/壳程
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HeatX —— 模型参数（2）
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
HeatX ——换热器设定（1）
1）热物流出口温度 T2 (Hot stream outlet temperature)
总传热系数方法 ( U methods )
• 常数 ( Constant ) • 相态法 ( Phase specific values ) • 幂函数 ( Power law expression ) • 几何结构 ( Exchanger Geometry ) • 传热膜系数 ( Film coefficients )
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HeatX —— 模型参数（4）
4、换热器设定 (Exchanger specification)
共有13个选项，根据具体情况选择。
12
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8）冷物流出口温差 T2 – t2 或 T1 – t2 (Cold stream outlet temperature approach)
9）冷物流出口过热度 t2 – tdew (Cold stream outlet degrees superheat)
10）冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)
2、流动方向 Flow direction (1) 逆流 Countercurrent (2) 并流 Cocurrent
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HeatX —— 模型参数（3）
3、对数平均温差校正 LMTD correction (1) 常数 Constant (2) 几何结构 Geometry (3) 用户子程序 User-subr
2）热物流出口温降 T1 - T2 (Hot stream outlet temperature decrease)
3）热物流出口温差 T2 – t1 或T2 – t2 (Hot stream outlet temperature approach)
4）热物流出口过冷度 Tb – T2 (Hot stream outlet degrees subcooling)
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HeatX—— 换热器设定（3）
11） 传热面积 (Heat transfer area)
12）热负荷 (Exchanger duty)
13）几何条件 (Geometry)
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HeatX—— 简捷计算 (1)
压降 ( Pressure Drop )
分别指定热侧和冷侧的出口压力 ( Outlet pressure )