仿真-热交换器
换热器单元仿真软件 操作说明书
换热器单元仿真软件操作说明书欧倍尔北京欧倍尔软件技术开发有限公司2018年3月地址：北京海淀区清河永泰园甲一号建金商厦4层423室邮编：100193II-目录一工艺流程简介 (1)1.1工作原理.......................................................................................................................................11.2流程说明.......................................................................................................................................1二工艺卡片 (1)2.1设备列表.......................................................................................................................................12.2现场阀门.......................................................................................................................................22.3仪表列表.......................................................................................................................................22.4工艺参数.......................................................................................................................................3三复杂控制说明........................................................................................................................................3四控制规程 (4)4.1正常开车 (4)4.1.1开车前准备..........................................................................................................................44.1.2启动冷物流进料泵..............................................................................................................44.1.3冷物流进料..........................................................................................................................44.1.4启动热物流入口泵..............................................................................................................44.1.5热物流进料..........................................................................................................................44.2正常运行 (5)4.2.1正常工况操作参数..............................................................................................................54.2.2备用泵的切换......................................................................................................................54.3正常停车 (5)4.3.1停热物流进料泵..................................................................................................................54.3.2停热物流进料......................................................................................................................54.3.3停冷物流进料泵..................................................................................................................54.3.4停冷物流进料......................................................................................................................54.3.5E101管程、壳程泄液. (5)地址：北京海淀区清河永泰园甲一号建金商厦4层423室邮编：100193III-4.4事故处理 (6)4.4.1FV101阀卡............................................................................................................................64.4.2P101A 泵坏............................................................................................................................64.4.3P102A 泵坏............................................................................................................................64.4.4TV102A 阀卡........................................................................................................................64.4.5TV102B 阀卡.........................................................................................................................74.4.6换热器管堵..........................................................................................................................74.4.7换热器结垢严重 (7)五PID 图......................................................................................................................................................8六仿真画面 (8)一工艺流程简介1.1工作原理传热，即热交换和热传递，是自然界和工业过程中一种最普遍的热传递过程。
第5讲 ASPEN PLUS 换热器的模拟
HeatX具有有效值的选项
变量 LMTD Correction Factor （LMTD校正因子） Heat Transfer Coefficient （传热系数） 计算方法 常数 几何尺寸 用户子程序 常数值 特定相态的值 幂率表达式 膜系数 换热器几何尺寸 用户子程序 常数值 特定相态的值 幂率表达式 由几何尺寸计算 出口压力 由几何尺寸计算 在简捷法模型 中可采用 Default No No Yes Default Yes No No No No No No No Default No 在严格法模型 中可采用 Yes Default Yes Yes Yes Yes Yes Default Yes Yes Yes Yes Default Yes Default
HeatX—详细计算 (2)
HeatX的简捷法核算与严格法核算比较
用Setup Specifications页上的 Calculation Type（核算类型）字段来规 定简捷法或严格法核算。 简捷法核算不需要换热器结构或几何尺寸 数据。 对于严格法核算模型，可以用换热器几何 尺寸去估算：
膜系数（Film coefficients） 压降（Pressure drops） 对数平均温差校正因子（Log-mean temperature difference correction factor）
Heater — 模型参数（2）
Heater — 模型参数（3）
Heater模型有两组模型设定参数：
2、有效相态 ( Valid Phase )
（1）蒸汽 （3） 固体 （5） 汽—液—液 （7） 汽—液—游离水 （2）液体 （4）汽—液 （6）液—游离水
Heater — 模型参数（4）
Heater — 应用示例 (1)
飞机温控系统的建模与仿真
飞机温控系统的建模与仿真飞机温控系统是飞机上不可缺少的一部分，它能够调节飞机内部的空气温度和湿度，在确保舒适乘坐的前提下，还能保障飞机内部系统的正常运行。
本文将从建立飞机温控系统的数学模型、利用Matlab进行仿真分析等方面进行讲解。
一、建立温控系统的数学模型1、空气温度的建模通过对飞机内部空气流动和传热现象进行分析，温度的变化可以用以下式子描述：Cp*dT/dt = h*A(Ts-T)-Md*(T-Ta) （1）其中，Cp为空气的热容量，Ts为散热器表面温度，T为空气温度，Ta为大气温度，M 为空气质量流量，d为散热器的厚度，h为传热系数，A为散热器的面积。
对式子进行简化可得：dT/dt = (h*A*(Ts-T)-Md*(T-Ta))/Cp （2）该式子可以用于模拟飞机在不同外界环境温度下的温度变化。
2、热交换器的建模在温控系统中，热交换器是用来控制飞机内部空气温度的重要组件，热交换器的性能会影响整个温控系统的效能。
热交换器的工作原理可以用以下式子描述：Cw*(Tw2-Tw1)/Lw = h*A*(T1-T2) （3）其中，Cw为水的热容量，Tw1为水的入口温度，Tw2为水的出口温度，Lw为水流的长度，h为传热系数，A为热交换器的面积，T1为空气入口温度，T2为空气出口温度。
对于热交换器，我们需要利用以上模型来分析其性能和控制参数。
3、模拟控制器的建模在一个完整的温控系统中，控制器起到了至关重要的作用，它能够根据传感器的反馈信息和实际环境参数进行调控，以维持飞机内部空气的舒适温度。
控制器的数学模型可以用以下式子表示：u = Kp*(e+1/Ti*∫(e)dt+Td*(de/dt)) （4）其中，u为控制器的输出，Kp为控制器的比例系数，Ti为控制器的积分时间常数，Td 为控制器的微分时间常数，e为控制量与设定值之间的偏差，de/dt为偏差的变化率。
该式子可以用于分析温控系统控制器的开环性能和闭环性能。
化工仿真综合训练模板
综合训练一、解释1、仿真：即使用项目模型将特定于某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响，该影响是在项目仿真项目整体的层次上表示的。
项目仿真利用计算机模型和某一具体层次的风险估计。
2、离心泵: 是根据离心力原理设计的，高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将水甩出,从而达到输送的目的。
离心泵有好多种，从使用上可以分为民用与工业用泵；从输送介质上可以分为清水泵、杂质泵、耐腐蚀泵等。
3、热交换器: 是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。
换热器可以按不同的方式分类。
按其操作过程可分为间壁式、混合式、蓄热（或称回热式）三大类；按其表面的紧凑程度可分为紧凑式和非紧凑式两类。
4、透平：将流体介质中蕴有的能量转换成机械功的机器，又称涡轮。
透平是英文turbine的音译，源于拉丁文turbo一词，意为旋转物体。
5、往复压缩：通过活塞或隔膜在气缸内作往复运动来压缩和输送气体。
6、间歇反应：按批量进行反应，所需的原料一次装入反应器，然后在其中进行反应，经一定的时间后，达到所要求的反应程度便卸除全部反应物料。
7、精馏：一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
8、盘车：所谓“盘车”是指在启动电机前，用人力将电机转动几圈，用以判断由电机带动的负荷（即机械或传动部分）是否有卡死而阻力增大的情况，从而不会使电机的启动负荷变大而损坏电机（即烧坏）。
9、考克：考克是COCK的读音，通常就是指旋塞式的小阀。
主要供开启和关闭管道和设备介质之用。
10、压缩机（compressor），将低压气体提升为高压的一种从动的流体机械。
是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发( 吸热 ) 的制冷循环。
Aspen Plus 换热器模拟
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。
基于SolidWorks Flow Simulation的换热器流场仿真分析及优化
等） 云图。
传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ统的管壳式换热 器［ ２ 。 由壳体 、 管板 、 传热 管束 （ 热
交换管 ） 和 管 箱 等 部 件 构 成 。管 束 固定 在 管 板 上 ， 通 过 管 板 与外 壳 连成 一 体 。进 行 热 交换 的 流 体 温 度 不 同 ， 分 别 在 热交换管 内、 外（ 壳程 内） 流 动 。壳 体 通 常 间 隔安 装 若 干 折
流 板 以增 加 管 外 流 体 流 速 ， 增 强 流体湍 动程度 ， 从 而 提 高
１ 热 交换 管 内外 流 固耦 合 及 优 化 原 理
１ ． １ 热交换 管流 固耦 合
方 面 。换 热 器 因其 应 用 领 域 不 同而 种 类 繁 多 ， 从 传 热 面 的 形状和结构分类 ， 可分 为板 型、 管 型 和 其 它 换 热 器 。管 型
换 热 器 分 ３类 ： 管壳 式 、 蛇管式 、 套 管 式 。其 中 管 壳 式 换 热 器 由于 结 构 可 靠 、 技术成熟 、 适用面广 ， 是 目前 国 内外 换 热 器中的主流产品 。
打 印技 术 及 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ软 件 中 的 流 体 仿 真 模 块 Ｆ ｌ ｏ ｗ
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， 对 换 热 器 的热 交 换 管 进 行 优 化 设 计 ， 并 对 优 化 设 计 后 的 网格 状 热交 换 管 换 热 器 进 行 仿 真 分 析 ， 验 证 设 计 的合 理 性 。
基于仿真实验的板式换热器动态特性模型
!一阶系统传递函数模型 具有纯滞后的一阶系统传递函数可表示为'&6( *
!!!5$
6%
E7 (Y 6D&
PZY (
$(F 6)
式中!5$ 6% ,,,传递函数
6,,,复变量
7,,,增益
(Y ,,,时间常数!K (F ,,,滞后时间!K !二阶系统传递函数模型
具有纯滞后的二阶系统传递函数由两个惯性环 节与纯滞后环节组成!表达式为'&6( *
!!摘!要!为准确获得板式换热器进水温度质量流量阶跃变化对出水温度的影响建立一阶 系统二阶系统传递函数模型 以分布参数模型仿真结果作为真值分析一阶系统二阶系统传递 函数计算结果的相对误差寻找具有较高计算准确性且建模仿真效率更高的传递函数模型 与分 布参数模型仿真结果相比一阶系统二阶系统传递函数计算结果的相对误差均在 *#)+,范围内 两种传递函数计算结果的相对误差相当 在换热器动态特性研究中宜选择一阶系统传递函数 !!关键词!板式换热器!分布参数模型!传递函数!动态特性
!!!5$ 6% E 7PZY( $(F6) ( (Y& 6D& ) ( (Y" 6D& )
式中!(Y& &(Y" ,,,二阶系统的特征参数!也是组成二 阶系统的各惯性环节的时间常数
当滞后时间为 # 时!一阶系统&二阶系统传递函
数无纯滞后环节"
)"阶跃激励 * 响应仿真实验
利用换热器分布参数模型开展一二级侧进水温
各流道内流体微元质量控制方程为*
,,,,流体黏性耗散项
!!!F
( ') F#
E#
式中!,,,流体密度!GHIJ+
fluent heat exchange热交换模型介绍
fluent heat exchange热交换模型介绍
"Fluent" 是一种计算流体力学（CFD）软件，而"heat exchange" 则指的是热交换，即在流体中传递热量的过程。
在Fluent 中，可以使用不同的模型和方法来模拟和分析流体中的热交换过程。
热交换模型在Fluent 中涉及到流体流动、传热和传质等多个方面。
以下是一些常见的Fluent 中用于热交换模拟的模型和方法：
1.传热模型：Fluent 提供了多种传热模型，包括传导、对流和辐射传热。
用户可以选择
适当的传热模型，根据系统的特点来模拟热量的传递。
2.壁面热通量：可以在Fluent 中设置不同表面的壁面热通量，以模拟具体区域的热交
换情况。
这对于热交换器、散热器等设备的仿真很重要。
3.热源和热汇：用户可以设置热源和热汇，模拟系统中的加热或散热过程。
这对于热交
换系统的设计和优化非常有用。
4.多相流和相变：在一些热交换系统中，可能涉及到多相流动和相变过程，如蒸发、冷
凝等。
Fluent 支持多相流和相变模型，以更全面地模拟系统中的热交换。
5.换热器模块：Fluent 中有专门的换热器模块，用于更方便地建模和分析换热器的性能，
包括壁面传热系数、温度分布等。
使用Fluent 进行热交换模拟需要用户详细了解系统的几何形状、边界条件、材料属性等信息，并选择合适的模型和参数。
通过模拟，用户可以获得系统内部的流动、温度场等信息，帮助设计和优化热交换设备。
化工仿真实习思考题及答案完全版
一、离心泵思考题1.离心泵操作不当会出现“气蚀”与“气缚”现象。
分析产生这两种现象的原因、现象、解决方法。
答：气蚀：当液体在与固体表面接触处的压力低于它的蒸汽压力时，将在固体表面附近形成气泡。
另外，溶解在液体中的气体也可能析出而形成气泡。
随后，当气泡流动到液体压力超过气泡压力的地方时，气泡变溃灭，在溃灭瞬时产生极大的冲击力和高温。
固体表面经受这种冲击力的多次反复作用，材料发生疲劳脱落，使表面出现小凹坑，进而发展成海绵状。
严重的其实可在表面形成大片的凹坑，深度可达20mm。
气蚀的机理是由于冲击应力造成的表面疲劳破坏，但液体的化学和电化学作用加速了气蚀的破坏过程。
减少气蚀的有效措施是防止气泡的产生。
首先应使在液体中运动的表面具有流线形，避免在局部地方出现涡流，因为涡流区压力低，容易产生气泡。
此外，应当减少液体中的含气量和液体流动中的扰动，也将限制气泡的形成。
选择适当的材料能够提高抗气蚀能力。
通常强度和韧性高的金属材料具有较好的抗气蚀性能，提高材料的抗腐蚀性也将减少气蚀破坏。
气缚：离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。
此种现象称为气缚，表示离心泵无自吸能力，所以必须在启动前向壳内灌满液体。
解决气缚方法：在启动前向壳内灌满液体。
做好壳体的密封工作，灌水的阀门和莲蓬头不能漏水密封性要好。
为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或妨碍泵的正常操作。
2.启动与停止离心泵时，泵的出口阀应处于什么状态？为什么?答：离心泵在排出管路阀门关闭状态下启动，因为离心泵是靠叶轮离心力形成真空的吸力把水提起，所以，离心泵启动时，必须先把闸阀关闭，灌水。
水位超过叶轮部位以上，排出离心泵中的空气，才可启动。
启动后，叶轮周围形成真空，把水向上吸，其闸阀可自动打开，把水提起。
换热过程虚拟仿真培训掌握换热器操作与控制技巧
通过线上平台收集学员的反馈意见，便于及时响应和改进。
培训总结与展望
培训成果总结
对本次培训的效果进行综合评估，总结培训过程中的优点和不足。
经验教训分享
分享本次培训过程中的经验教训，为今后的培训工作提供参考。
未来培训展望
根据本次培训的反馈和评估结果，对未来的培训工作进行展望和规划，提出改进措施和建 议。
04 换热器操作技巧 培训
启动与停机操作流程
启动前检查
确认换热器各部件完好，无泄 漏现象；检查电源、控制系统
及安全保护装置是否正常。
启动操作
按照操作规程逐步启动换热器 ，先开启冷却水进出口阀门， 再启动热源设备，缓慢升温至 设定值。
运行监控
密切关注换热器运行参数，如 温度、压力、流量等，确保设 备在安全范围内运行。
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典型案例解析与讨论
案例一
板式换热器热效率优化
问题描述
板式换热器在运行过程中热效率下降，影响系统 性能。
原因分析
换热器内部结垢、流通截面减小、操作参数不合 理等。
典型案例解析与讨论
解决方案
定期清洗换热器、调整操作参数、优化系统设计。
案例二
管壳式换热器泄漏故障处理
问题描述
管壳式换热器在运行过程中发生泄漏，导致系统压力下降。
板式换热器
由一系列金属板片组成， 通过板片之间的缝隙实现 流体之间的热量交换。
螺旋板式换热器
由两张平行的金属板卷制 成螺旋形，具有自清洗、 不易结垢等优点。
换热过程基本原理
热传导
热量通过物体内部的分子 、原子或电子的相互碰撞 传递。
对流换热
流体流过固体表面时，流 体与固体表面之间的热量 交换。
comsol仿真实验报告
comsol仿真实验报告一、实验目的本次实验旨在通过使用 COMSOL Multiphysics 软件对特定的物理现象或工程问题进行仿真分析，深入理解相关理论知识，并获取直观、准确的结果，为实际应用提供有效的参考和指导。
二、实验原理COMSOL Multiphysics 是一款基于有限元方法的多物理场仿真软件，它能够将多个物理场（如电场、磁场、热场、流体场等）耦合在一个模型中进行求解。
其基本原理是将连续的求解区域离散化为有限个单元，通过对每个单元上的偏微分方程进行近似求解，最终得到整个区域的数值解。
在本次实验中，我们所涉及的物理场及相关方程如下：（一）热传递热传递主要有三种方式：热传导、热对流和热辐射。
热传导遵循傅里叶定律：＄q ＝k\nabla T$，其中＄q$ 为热流密度，＄k$ 为热导率，＄＼nabla T$ 为温度梯度。
热对流通过牛顿冷却定律描述：＄q ＝ h(T T_{amb}）＄，其中＄h$ 为对流换热系数，＄T$ 为物体表面温度，＄T_{amb}＄为环境温度。
（二）流体流动对于不可压缩流体，其运动遵循纳维斯托克斯方程：＄＼rho(＼frac{＼partial ＼vec{u}｝｛＼partial t} ＋（＼vec{u}＼cdot\nabla)＼vec{u}）＝＼nabla p ＋＼mu\nabla^2\vec{u} ＋＼vec{f}＄其中＄＼rho$ 为流体密度，＄＼vec{u}＄为流体速度，＄p$ 为压力，＄＼mu$ 为动力粘度，＄＼vec{f}＄为体积力。
（三）电磁场麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程：＄＼nabla\cdot\vec{D} ＝＼rho$＄＼nabla\cdot\vec{B} ＝ 0$＄＼nabla\times\vec{E} ＝＼frac{＼partial ＼vec{B}｝｛＼partial t}＄＄＼nabla\times\vec{H} ＝＼vec{J} ＋＼frac{＼partial ＼vec{D}｝｛＼partial t}＄其中＄＼vec{D}＄为电位移矢量，＄＼vec{B}＄为磁感应强度，＄＼vec{E}＄为电场强度，＄＼vec{H}＄为磁场强度，＄＼rho$ 为电荷密度，＄＼vec{J}＄为电流密度。
仿真实习思考题
一、离心泵思考题1.离心泵操作不当会出现“气蚀”与“气缚”现象。
分析产生这两种现象的原因、现象、解决方法。
2.启动与停止离心泵时，泵的出口阀应处于什么状态？为什么?3.离心泵出口压力过高或过低，应如何调节？4.离心泵入口压力过高或过低，应如何调节？5.离心泵为什么不用入口阀来调解流量？6.分析本工艺中有哪些简单调节系统和复杂调节系统？二、热交换器思考题1.热交换系统的目的是加热冷流体还是冷却热流体？2.冷态开车时是先送冷流体还是先送热流体？停车时又如何？为什么？3.热交换器开车前为什么必须进行高点排气？4.热交换器停车后为什么必须进行低点管程，壳程排液？5.热物料出口温度调节为什么采用分程控制？三、液位控制思考题1.本单元包括了常见的串级、分程、比值三种复杂调节系统，它们各有什么特点？与简单控制系统的差别是什么？2.找出本工艺中的比值调节系统，分析哪一个是主动量？为什么？3.找出本工艺中的串级调节系统，分析哪一个是主控？哪一个是副控？为什么要如此设计？四、精馏思考题1.在本单元中，如果塔顶温度、压力都超过标准，可以有几种方法将系统调节稳定？2.当系统在一较高负荷突然出现大的波动、不稳定，为什么要将系统降到一低负荷的稳态，再重新开到高负荷？3.根据本单元的实际，结合“化工原理”讲述的原理，说明回流比的作用。
4.本单元采用串级控制的目的？五、吸收系统思考题1.吸收的机理是什么？如何提高吸收率？2.气液比对吸收过程有何影响？本吸收系统如何控制气液比？3.本吸收系统设有哪些控制回路？各起何作用？六、固定床反应器思考题1.根据本单元实际情况，说明反应器冷却剂的自循环原理。
2.观察在EH-429冷却器的冷却水中断后会造成的结果。
3.催化反应中为什么有时会产生飞温？应如何避免？4.为什么要严格控制进料气中的氢气含量？如何控制？5.为什么本单元要设置联锁？在什么情况下联锁动作？七、流化床反应器思考题1.流化床主要用在什么样的反应体系？2.为什么要控制流化床中流体的停留时间？如何控制的？3.什么是物料的返混？它与单纯的物料混合有何区别？4.开车及运行过程中，为什么一直要保持氮封？5.熔融指数(MFR)表示什么？氢气在共聚过程中起什么作用？试描述AC402 的指示值与MFR的关系？6.气相共聚反应的温度为什么绝对不能偏差所规定的温度？。
化工仿真实训报告
化工仿真实训报告系别：专业：班级：姓名：学号：指导老师：目录一、实习目的 (3)二、实习内容 (3)1、离心泵 (3)2、热交换器 (6)3、透平及往复压缩 (7)4、间歇反应 (10)5、连续反应 (13)6、精馏系统 (15)7、吸收系统 (17)8、加热炉 (19)三、总结体会 (21)一、实习目的1．了解和掌握化工专业知识在实际生产中的应用方法，将所学专业知识与生产实践相结合。
2．通过亲自动手反复进行操作，掌握实际生产中的多项操作技能，提高动手能力。
3．掌握化工仿真模拟训练的各装置的生产工艺流程和反应原理。
4．在仿真模拟训练中培养严谨、认真、求实的工作作风。
5．在仿真模拟训练中总结生产操作的经验，吸取失败的教训，为以后走上生产岗位打下基础。
6.加深对工厂具体化工设备、化工操作的感性认识，进一步了解所学专业的性质，以便今后更好的学习专业基础课及专业课。
7.收集各项技术资料和生产数据，培养理论联系实际的习惯。
二、实习内容1.离心泵1．工作原理离心泵一般由电动机带动。
启动前须在离心泵的壳体内充满被输送的液体。
当电机通过联轴结带动叶轮高速旋转时，液体受到叶片的推力同时旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外沿，以高速流入泵壳，当液体到达蜗形通道后，由于截面积逐渐扩大，大部分动能变成静压能，于是液体以较高的压力送至所需的地方。
当叶轮中心的流体被甩出后，泵壳吸入口形成了一定的真空，在压差的作用下，液体经吸入管吸入泵壳内，填补了被排出液体的位置。
2.操作步骤离心泵系统由一个贮水槽、一台主离心泵、一台备用离心泵、管线、调节器及阀门等组成。
上游水源经管线由调节阀V1控制进入贮水槽。
上游水流量通过孔板流量计FI检测。
水槽液由调节器LIC控制，LIC的输出信号连接至V1。
离心泵的入口管线连接至水槽下部。
管线上设有手操阀V2及旁路备用手操阀V2B、离心泵入口压力表PI1。
离心泵设有高点排气阀V5、低点排液阀V7及高低点连通管线上的连通阀V6。
EDEM-FLENT耦合仿真带热交换的两相流欧拉教程
EDEM-FLUENT教程: 带热交换的两相欧拉仿真介绍这个教程建立在前面的两相欧拉仿真的基础上，它增加了仿真的热交换和停留时间计算。
注意：You 这个仿真要求你必须有热交换和API功能。
Fluent:建立模型步骤1:打开已有的文件1. 打开3D Fluent。
2. 打开File > Read > mesh，选择intersection_vertical.msh。
3. 在该教程中设置Fluent和EDEM设置和在两相流欧拉仿真基本一样，先将两相流欧拉模型里面参数设置完成，在上面基础上增加参数。
EDEM Creator:建立热交换模型步骤1:设置仿真的固相设置物理模型1. 从相互作用下拉选项中，选择Particle to Particle。
2. 选择Hertz-Mindlin (no slip)点击x button按钮，移出之。
3. 单击+按钮选择Hertz-Mindlin with Heat Conduction。
4. 点击设置按钮设置Particle thermal conductivity 为0.1。
5. 从相互作用下拉选项中，选择Particle Body Force。
6. 点击+按钮选择Temperature Update。
7. 点击配置按钮，选择particle heat capacity为1000。
设置颗粒工厂1. 在Creator > Factories，设置温度为300k，即颗粒本身温度为300k。
EDEM Simulator步骤2:设置耦合方法设置两相仿真1. 在Transfer Models标签上，确保Convective Heat Transfer和Radiative HeatTransfer选中。
2. 使用Gunn heat transfer模型，使用默认的 use the default values for particle-surface emissivity.3. 单击确定。
换热器的热力数学模型及举例仿真
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热 力数 学模型 的建 立
１ 基 本 热 力数 学模 型 、
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其 中 Ｋ为 换 热 器 总 的 换 热 系 数 ，ｒｏ 分 别 为 低 温 和 高 ｏ 、 ．ｒ ．． 温 介质 侧 的对 流 换 热 系 数 ， 、 分 别 为 铜 以 及 低 温 介 质 侧 、。
污 垢 和 高温 介 质 侧 污 垢 的导 热 系数 ， 、 、 分 别 为 铜 以及 低 ８８ ８
以 板 式 冷 却 器 为 例 介 绍 一 下 如 何 建 立 换 热 器 的 热 力 数
学 模 型 。图 １ 为换 热器 的原 理 图
温 介 质 侧 污 垢 和 高 温 介 质 侧 污 垢 的厚 度 ， 介 质 的 通 流 截 Ｆ为
际 工 作 情 况 ， 了简 化 建 模 过 程 ， 满 足 工 程 需 要 的 前 提 下 为 在
换 热 器 的 平 均值 有很 多计 算 方 法 ， 用 的方 法 有 算 术 平 常 均 值 、 方 根 平 均 值 、 何 平 均 值 、 数 平 均 值 和 加 权 平 均 均 几 对 值 ， 虑 到在 工程 上 的 运 用 以及 计算 的 方 便 在 这 里 我 们 采 用 考 算 术 平 均 值 的方 法来 计 算 换 热 器 的 平 均 温 差
即 △ ： ２ 传 热 系数 的 计 算 、 （） ３
可 以作 如 下 假 设 ： 某 一 瞬 时 ， 、 介 质 在 与 流 动 方 向垂 直 ① 冷 热
的某 一 截 面 上 的 温度 相 同 ，即把 换 热器 按 集 中参 数 处 理 ， 同
时 不 计 换 热 器 壳 体 的散 热 。 如 果 冷 却 （ 热 ） 质 的 流 量 较 加 介
基于SolidWorks的换热器换热效率模拟分析
基于SolidWorks的换热器换热效率模拟分析基于SolidWorks的换热器换热效率模拟分析摘要换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、航空及其他许多工业部门广泛使用的一种通用工艺设备。
换热器不仅能够合理调节工艺介质的温度以满足工艺流程的需要，也是余热、废热回收利用的有效装置。
鉴于换热器在工业生产中的重要作用及其能耗较大的现状，改进和提高换热器的性能及传热效率成为节能降耗的重要途径，将产生重要的经济和社会效益。
目前，计算机仿真已经成为一种重要的科研方法，我们可以利用计算机仿真进行换热情况的研究。
本论文首先阐述了换热器的发展特点及国内外的研究情况，其次对流体力学分析从基本理论、处理问题的思路步骤和在软件SolidWorks中的应用进行了阐述，并通过SolidWorks对套管式进行三维建模，利用流体分析工具Flow Simulation插件对换热器进行动态分析。
从而得到分析数据，数据主要利用图例从对称边界条件、流体子区域、边界条件、固体材料、体积目标说明换热器的换热情况。
应用SolidWorks软件仿真可以降低研究成本，缩短产品的开发周期，提高工作效率。
本文通过对换热器的三维建模，有助于了解换热器的基本结构。
对换热器的运动仿真及应用Flow Simulation进行仿真的方法可以为换热器安全性和经济效率的后续研究提供了一些参考。
关键词：SolidWorks；Flow Simulation；换热器；三维建模；流体分析Analysis of heat exchanger efficiency based on the Solidworks flow simulationAbstractHeat exchanger is a universal process equipment of chemical, food, light industry and pharmacy, aerospace, nuclear and many other industrial departments. Heat exchanger not only can be reasonable adjustment process medium temperature to satisfy the need, but also can be process waste heat recovery and utilization device. Since heat exchanger in industrial production have the important role of the status of large energy consumption, improving the efficiency of heat exchanger performance and becoming the important way, energy consumption will produce an important economic and social benefits. At present, the computer simulation has become an important tool, we can use the computer simulation research of stamping safety.This paper elaborates the characteristics and development of heat exchanger and the research situation of physical analysis, secondly, the convection from basic theory, handling problems and application in software SolidWorks are expounded, and through three-dimensional type of casing SolidWorks modeling, Simulation of fluid Flow analysis tool for heat exchanger for dynamic analysis .To analyze data, using data from the symmetrical boundary conditions, and illustrations area, fluid boundary conditions, the solid material, the volume of the heat exchanger that goal.Application of SolidWorks software simulation studies to reduce costs, shorten product development cycles, improving work efficiency. Based on the three-dimensional modeling of the heat exchanger, heat exchanger can understand the basic structure of the heat exchanger . The motionsimulation of heat flow and application simulation method of simulation for safety and economic efficiency of heat exchanger follow-up study provides some reference.Key words：SolidWorks; Flow Simulation; heat exchanger; three-dimensional modeling；fluid analysis目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................. I I第1章绪论 (6)1.1 课题背景 (6)1.2 国内、外研究现状 (6)1.3 研究内容、目的及意义 (10)第2章建模仿真方法 (12)2.1 三维建模 (12)2.2 SolidWorks 软件简介 (13)系统简介 (13)系统要求 (14)2.3 Solidworks软件建模 (16)2.4 模拟仿真 (20)第3章换热器的建模 (22)3.1 换热器模型的建立 (22)模型的简化 (22)建模方案 (22)换热器主要零件模型的建立 (23)换热器盖体的建立 (26)3.2 换热器模型的装配 (27)装配体基本操作方法 (27)换热器的装配 (27)第4章应用Flow Simulation进行数值模拟及验证 (31)4.1 套管式换热器换热系数的计算公式 (31)4.2 创建Flow Simulation数值仿真项目 (31)创建项目 (31)定义流体子区域 (33)4.3 定义边界条件 (35)定义边界范围 (35)4.3.2 定义固体材料 (36)定义体积目标 (36)4.4 验证数据及观察图形 (37)运行计算 (37)观察目标 (37)创建切面云图 (38)显示流动迹线 (40)表面参数计算 (41)计算热交换系数 (43)定义参数显示范围 (44)结论 (46)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (50)第1章绪论1.1课题背景换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
化工原理课程设计-热交换器
化工原理课程设计-热交换器引言热交换器是化工工艺中常用的一种设备，其作用是实现热量的交换，从而实现能量的转移。
本文将从热交换器的原理、设计要点、性能评价等方面进行介绍和讨论。
一、热交换器的原理热交换器是通过两个介质之间的热传导来实现能量转移的设备。
它由一个或多个传热表面组成，介质在这些表面上相互接触，并通过传热表面之间的热传导来实现热量的传递。
根据介质的流动方式，热交换器可以分为管壳式热交换器和板式热交换器。
1.1 管壳式热交换器管壳式热交换器是目前最常用的一种热交换器。
它由一个管子和一个外壳组成，在外壳内部通过一个或多个管子，介质在管子内部流动，通过管子和外壳之间的热传导来实现热量的传递。
管壳式热交换器结构简单、可靠性高，广泛应用于化工、制冷等领域。
1.2 板式热交换器板式热交换器是近年来发展起来的一种新型热交换器。
它由一系列平行排列的波纹板组成，流体通过波纹板之间的间隙流动，通过波纹板的热传导来实现热量的传递。
板式热交换器具有传热效率高、体积小、重量轻等优点，因此在化工工艺中得到广泛应用。
二、热交换器的设计要点热交换器的设计是化工工艺中非常重要的一部分，设计的好坏直接影响到热交换器的性能。
下面将介绍热交换器设计的几个关键要点。
2.1 热传导热传导是热交换器实现热量传递的基本方式。
在设计热交换器时，需要考虑介质之间的热传导系数、传热表面的材料、传热表面的形状等因素，并通过合理的设计来提高热传导效率。
2.2 流体流动流体的流动方式对热交换器的传热效果有着重要影响。
在设计热交换器时，需要考虑流体的流动速度、流动的方式（如层流、湍流）、流体的阻力等因素，并通过合理的设计来优化流体的流动方式，提高传热效率。
2.3 温度差温度差是热交换器实现热量转移的驱动力。
在设计热交换器时，需要考虑介质之间的温度差、介质的流量、介质的性质等因素，并通过合理的设计来控制温度差，提高传热效率。
2.4 材料选择热交换器的材料选择直接影响到其耐腐蚀性、耐高温性、传热效率等性能。
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化工仿真技术实习报告
实习名称：热交换器
学院：
专业：
班级：
姓名：学号
指导教师：
日期：年月日
一、实习目的
1、熟习换热器的操作方法；
2、掌握换热器各个部件的表示方法及操作，加深对换热器性能的了解；
3、了解测定流量，温度的一些常用方法，仿真系统测试换热器的原理；
4、了解换热器的一些常见故障及排除方法和技巧。
二、实习内容
1、工艺流程简介
本热交换器为双程列管式结构，起冷却作用，管程走冷却水（冷流）。
含量30％的磷酸钾溶液走壳程（热流）。
工艺要求：流量为18441 kg/h的冷却水，从20℃上升到30.8℃,将65℃流量为8849 kg/h的磷酸钾溶液冷却到32℃。
管程压力0.3MPa，壳程压力
0.5MPa。
流程图画面“G1”中：阀门V4是高点排气阀。
阀门V3和V7是低点排液阀。
P2A为冷却水泵。
P2B为冷却水备用泵。
阀门V5和V6分别为泵P2A 和P2B的出口阀。
P1A为磷酸钾溶液泵。
P1B为磷酸钾溶液备用泵。
阀门V1和V2分别为泵P1A和P1B的出口阀。
FIC-1 是磷酸钾溶液的流量定值控制。
采用ＰＩＤ单回路调节。
TIC-1 是磷酸钾溶液壳程出口温度控制，控制手段为管程冷却水的用量(间接关系)。
采用PID单回路调节。
检测及控制点正常工况值如下：
TI-1 壳程热流入口温度为65℃
TI-2 管程冷流入口温度为20℃
TI-3 管程冷流出口口温度为30.8℃左右
TI-2 壳程热流入口温度为32℃
FR-1 冷却水流量18441kg/h
FIC-1 磷酸钾流量8849kg/h
报警限说明（H为报警上限，L为报警下限）：
TIC-1>35.0℃
TIC-1<28.0℃
FIC-1>9500kg/h
FIC-1<7000kg/h
2、工艺流程图
3、开车步骤
1、开车前设备检验。
冷却器试压，特别要检验壳程和管程是否有内漏现象，各阀门、管路、泵是否好用，大检修后盲板是否拆除，法兰连接处是否耐压不漏，是否完成吹扫等项工作（本项内容不包括在仿真软件中）；
2、检查各开关、手动阀门是否处于关闭状态。
各调节器应处于手动且输出为零；
3、开冷却水泵P2A开关；
4、开泵P2A的出口阀V05；
5、调节器TIC-1置手动状态，逐渐开启冷却水调节阀至50%开度；
6、开磷酸钾溶液泵P1A开关；
7、开泵P1A的出口阀V01；
8、调节器FIC-1置手动状态，逐渐开启磷酸钾溶液调节阀至10%；
9、壳程高点排气。
开阀V04，直到V04阀出口显示蓝色色点，指示排气完成，关V04阀；
10、手动调整冷却水量。
当壳程出口温度手动调节至（32±0.5）℃且稳定不变后打自动；
11、缓慢提升负荷。
逐渐手动将磷酸钾溶液的流量增加至8800 kg/h左右投自动。
开车达正常工况的设计值见工艺说明。
4、正常停车操作
1、将调节器FIC-1打手动，关闭调节阀；
2、关泵P1A及出口阀V01；
3、将调节器TIC-1打手动，关闭调节阀；
4、关泵P2A及出口阀V05；
5、开低点排液阀V03及V07，等待蓝色色点消失，排液完成。
停车完成。
5、事故设定及处理
1、换热效率下降（F2）
事故现象：事故初期壳程出口温度上升，冷却水出口温度上升。
由于自控作用将冷却水流量开大，使壳程出口温度和冷却水出口温度回落。
处理方法：开高点放气阀V04。
等气排净后，恢复正常。
2、P1A泵坏（F3）
事故现象：热流流量和冷却水流量同时下降至零。
温度下降报警。
处理方法：启用备用泵P1B，按开车步骤重新开车。
3、P2A泵坏（F4）
事故现象: 冷却水流量下降至零。
热流出口温度上升报警。
处理方法：开备用泵P2B，然后开泵出口阀V06。
关泵P2A及出口阀V05。
4、冷却器内漏（F5）
事故现象：冷却水出口温度上升，导致冷却水流量增加。
开排气阀
V04试验无效。
处理方法：停车。
5、TIC-1调节器工作不正常 （F6）
事故现象：TIC-1的测量值指示达上限 ，输出达100% 。
热流出口温度下降，无法自控。
处理方法：将TIC-1打手动。
通过现场温度指示，手动调整到正常。
三、数据处理及思考题
数据记录及处理
D=250mm L=5.0m
d o =19mm d i =15mm n=52 t 1=20℃ T 1=65℃ T 2=32.13℃ C pc =4184J/（kg·℃）
223m 89.31520.5)1017(=⋅⋅⋅⨯=-πS
K=2977.17 kJ/（m 2·h·℃）=711.22 kcal/（m 2·h·℃）
K θ
=924.8 kcal/（m 2·h·℃）
Ur K =23.09% 思考题
1、列管式换热器由哪些部件组成？
列管式换热器主要由壳体、管束、管板（又称花板）、折流挡板和封头等组成。
2、当外壳和列管的温差较大时，常用的几种方法对热交换器进行热补偿？
在管壳式换热器内由于管内外流体温度不同壳体和管束的温度也不同。
如两者温差很大 换热器内部将出现很大的热应力可能使管子弯曲断裂或 从管板上松脱。
因此当管束和壳体温度差超过 50℃时应采取适当的温差补 偿措施消除或减小热应力。
目前广泛使用的有固定管板式换热器、浮头式换 热器、U 形管式换热器。
3、热交换器开车前为什么必须进行高点排气？
通常换热器壳侧的介质比空气密度大，在高位设计排气口！可以排除可 以换热器内部的空气！1）可以不要工作介质带空气，2）换热器内部有空气 不造成噪音！。