冷凝器计算模拟软件
ChemCAD教程三
分离过程单元操作
闪蒸:被分离混合物中各组分的相对挥发度较大时适用. 精馏:当组分的相对挥发度差别不大,可采用精馏. 萃取精馏:当被分离组分的相对挥发度很小,采用普通精馏无法分离或需要 的塔板数非常大,可采用萃取精馏.加入某种高沸点的质量分离剂来增大组 分之间的相对挥发度,以降低分离所需的塔板数. 反应精馏和催化精馏:将反应和精馏分离结合在一起的一种新型分离技术. 化学反应在液相进行的称反应精馏,在固体催化剂与液相的接触表面上进行 的称为催化精馏. 共沸精馏:加入的质量分离剂和其中的一个组分形成最低共沸物,使组分间 的相对挥发度增大达到分离的目的. 液液萃取:利用溶液中各组分在两个液相之间的不同分配关系来进行分离, 通过相间传递达到分离,富集及提纯的目的. 干燥:用热能加热物料,使物料中水分蒸发后除去,或者用冷冻法使水分结 冰后升华而除去. 结晶:吸附剂与流体相接触,流体相中的溶质在多孔固体吸附剂颗粒进行吸 附积累的过程.吸附的逆过程为解吸过程,它可以使吸附于多孔固体吸附剂 表面的各类溶质有选择性的脱出.
第三节 ChemCAD模拟分离过程 模拟分离过程
分离过程单元操作
分离可分为机械分离和传质分离. 机械分离:用简单的机械方法分开非均相混合物, ChemCAD提供的机械分离单元有离心机,旋风 分离机,过滤机,文式洗涤器,干燥机等. 传质分离:有相间传递,可在均相或非均相中进 行,ChemCAD提供的传质分离单元包括闪蒸, 精馏,液液萃取,汽提,吸收,共沸精馏,电解 质精馏,反应精馏,结晶等.
多组分多级分离过程
吸收和蒸出 吸收:将新鲜的或再生的吸收剂从吸收塔顶进塔, 与塔中上升气流逆流操作,通过在塔板或填料上 混合和接触,气相中的溶质被吸收剂所吸收. 蒸出:为了使吸收过程中的吸收剂能够循环使用, 就需要通过蒸出过程把被吸收的物质从溶液中分 离出来使吸收剂再生. 多组分吸收和蒸出与多组分精馏一样,不能对所 有组分规定分离要求,只能对吸收和蒸出操作的 关键组分规定分离要求.
fluent的vof冷凝模型案例
fluent的vof冷凝模型案例标题：基于Fluent的VOF冷凝模型案例1. 案例简介本案例基于Fluent软件，通过VOF（Volume of Fluid）方法模拟了一个冷凝器的冷凝过程。
通过分析冷凝器内部的流场和相变现象，研究了冷凝器的工作状态和热传递效果。
2. 模型设置建立了一个三维模型，包括冷凝器的几何形状和流体介质。
然后，设置了流体的物性参数、边界条件和初始条件，以及VOF模型的相关参数。
通过调整这些参数，可以控制模拟过程的精度和计算效率。
3. 边界条件冷凝器的冷却介质是冷凝汽，通过设定冷凝汽的入口速度和温度，来模拟冷凝器的工作状态。
同时，还设置了冷凝器内壁的蒸汽流体边界条件，以及冷凝器外表面的换热边界条件。
4. 模拟过程在模拟过程中，首先进行了流场的计算，通过求解Navier-Stokes 方程和质量守恒方程，得到了冷凝器内部的流速场和压力分布。
然后，利用VOF模型计算了相变界面的位置和形状，以及相应的传热过程。
5. 相变模拟在相变模拟中，通过VOF模型将冷凝器内部的流体划分为两个相，即蒸汽相和液相。
通过求解质量守恒方程和能量守恒方程，预测了相变界面的位置和速度，以及相应的传热速率。
6. 传热效果分析通过模拟结果，可以得到冷凝器内部的温度分布和传热速率。
通过分析这些数据，可以评估冷凝器的传热效果，并找出可能的改进措施。
同时，还可以计算冷凝器的传热系数和传热效率，用于评估冷凝器的性能。
7. 结果验证通过与实验数据进行对比，可以验证模拟结果的准确性和可靠性。
如果模拟结果与实验数据吻合良好，说明模型和参数设置是合理的；如果存在差异，可以进一步优化模型和参数，以提高模拟结果的准确性。
8. 参数优化通过对模型和参数的优化，可以进一步提高模拟结果的准确性和计算效率。
例如，可以调整VOF模型的参数，改变网格划分和求解方法，以及优化计算算法和计算资源的使用。
9. 结果分析通过对模拟结果的分析，可以得到冷凝器的工作状态和性能指标。
AspenHysys丙烷制冷循环
目的和背景
目的
本文旨在介绍AspenHysys软件在丙烷制冷循环中的应用，通过模拟和分析不同工况下的制冷性能，为实际制冷 系统的设计和优化提供参考。
背景
随着制冷技术的不断发展，制冷系统在工业、商业和家庭等领域的应用越来越广泛。如何提高制冷效率、降低能 耗和减少对环境的影响，是当前制冷技术领域研究的热点问题。AspenHysys软件作为一种先进的模拟工具，为 解决这些问题提供了有力支持。
系统优化的高级软件，广泛应用于化 工、石油和天然气等行业。它提供了 强大的计算引擎和丰富的模型库，能 够精确模拟各种复杂的工艺流程和系 统。
参考文献
参考文献
• - AspenHysys在丙烷制冷循环优化中的作 用
• AspenHysys可以通过模拟和优化工具， 帮助用户找到丙烷制冷循环的最佳操作条 件。通过调整循环参数，如制冷剂流量、 蒸发温度和冷凝压力等，AspenHysys可 以找到能效最高、成本最低的优化方案。
探索AspenHysys与其他制冷技术的集成方案，以提高系统整体能效 和减排效果。
深入研究AspenHysys丙烷制冷循环的动态特性和控制策略，以满足 复杂多变的制冷需求。
加强与实际应用的结合，开展AspenHysys丙烷制冷循环的示范项目 ，推动其商业化进程。
05
参考文献
参考文献
• - AspenHysys软件介绍 • AspenHysys是一款用于流程模拟和
• - AspenHysys在丙烷制冷循环中的局限性
THANKS
感谢观看
根据模拟结果，提出优化建议，如改 进冷凝器结构、调整压缩机转速等， 以提高制冷循环的效率和降低能耗。
能耗分析
计算制冷循环的能耗，包括压缩机的 能耗、冷凝器的能耗、蒸发器的能耗 等。
floefd冷凝水数值模拟
floefd冷凝水数值模拟floefd是一种用于冷凝水数值模拟的软件工具。
冷凝水是在冷凝过程中形成的水分，通常出现在冷却设备或管道系统中。
在工程领域，冷凝水的产生可能会导致设备故障、能源浪费以及其他问题。
因此，准确模拟和预测冷凝水的行为对于优化系统运行至关重要。
floefd的冷凝水数值模拟功能可以帮助工程师深入了解冷凝水的形成、分布和流动规律。
通过模拟分析，可以确定冷凝水的产生位置、数量和速率，从而指导工程师进行系统设计和改进。
以下将从不同角度介绍floefd冷凝水数值模拟的应用。
floefd可以模拟不同条件下冷凝水的形成和分布情况。
通过设定初始条件和边界条件，可以模拟不同工作环境下的冷凝水行为。
例如，在空调系统中，冷凝水通常会在冷凝器表面形成。
floefd可以通过模拟分析，确定冷凝水的形成位置和分布区域，从而帮助工程师优化冷凝器的设计，提高冷凝效率。
floefd可以模拟冷凝水的流动规律。
在管道系统中，冷凝水的流动可能会导致管道堵塞和能量损失。
floefd可以通过模拟分析，确定冷凝水的流动速率和路径，从而指导工程师进行管道系统的设计和优化。
例如，在工业生产中，冷凝水的流动可能会带走有价值的热能，floefd可以帮助工程师确定冷凝水的流动路径，以便合理利用热能资源。
floefd还可以模拟冷凝水的蒸发过程。
在一些设备中，冷凝水的蒸发会导致设备故障和能源浪费。
floefd可以通过模拟分析，确定冷凝水的蒸发速率和蒸发位置，从而指导工程师进行系统改进。
例如，在冷却塔中，冷凝水的蒸发速率直接影响冷却效果，floefd可以帮助工程师优化冷却塔的结构和工作条件，提高冷却效率。
floefd冷凝水数值模拟是一种强大的工程分析工具，可以帮助工程师深入了解冷凝水的行为规律，并指导系统设计和改进。
通过模拟分析，工程师可以准确预测冷凝水的形成位置、数量和速率，从而优化系统运行，提高能源利用效率。
未来，floefd冷凝水数值模拟将在工程领域发挥越来越重要的作用，为工程师提供更多解决方案和优化策略。
aspen换热器的模拟计算..
第 21 页
第 22 页
演示4：采用2t 100C热水，将5t常温常压下苯（44%wt）、
甲苯混合液加热。
1）已知壳径500、管长6m，100（25*2）根管子，2管程，求 冷热出口温度。（55，72）
– 热侧走壳程
– 热虹吸再沸器、汽化率取12%，循环量6503/.12=54.191t/h – 进行设计（sizing）
例4-1.exe
第 35 页
再沸器设计（2）
第 36 页
再沸器设计（3）
第 37 页
再沸器设计（4）
核算：
– 直径500，174根，25×2000mm；1管程；26m2
例4-2.exe
规定冷流的加热或冷却曲线表和浏览结果表
替换这个模块的物性、模拟选项、诊断消息水平和报告选项的全局值。
浏览结果、质量和能量平衡、压降、速度和区域分析汇总。 浏览详细的壳程和管程的结果以及关于翅片管、折流挡板和管嘴的信息。
Detailed Results
Dynamic
规定动力学模拟的参数。
第 4 页
的物料进出接口，需从 Nozzle表单中输入以下参数： 输入壳程管嘴直径 Enter shell side nozzle diameters 进口管嘴直径 Inet nozzle diameter 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter 输入管程管嘴直径 Enter tube side nozzle diameters 进口管嘴直径 Inlet nozzle diameter 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter
fluent蒸发冷凝模型介绍 -回复
fluent蒸发冷凝模型介绍-回复Fluent蒸发冷凝模型介绍引言在工程领域，蒸发冷凝过程广泛应用于空调系统、热交换器、化工装置等，对能源转换和传热方面有着重要作用。
为了更好地理解和优化这些工艺过程，工程师和研究人员常常依赖于数值模拟方法。
FLUENT（Fluent Inc.）软件是一种广泛应用于工程领域的流体力学数值模拟软件，它提供了丰富的模拟工具来模拟多种复杂流动和传热现象，其中就包括蒸发冷凝模型。
本文将详细介绍FLUENT软件中的蒸发冷凝模型，并逐步回答相关问题。
一、蒸发冷凝模型简介1.1 蒸发过程蒸发是液体变为气体的相变过程，需要吸收热量才能进行。
在蒸发过程中，液体表面上的分子通过能够克服表面张力的能量而从液相逸散到气相中。
蒸发是一种非常重要的过程，它常常用于各种应用中，如制冷循环中的蒸发器。
1.2 冷凝过程冷凝是气体变为液体的相变过程，需要释放热量才能进行。
在冷凝过程中，气体分子从气相逸散到液相中，并将其潜热转化为散热。
冷凝也是一种重要的热传导方式，常用于热交换器中。
1.3 FLUENT软件FLUENT软件是一种基于有限体积法的流体力学软件，广泛应用于工程领域。
它提供了丰富的模拟工具来模拟和分析多种复杂流动和传热现象，包括蒸发和冷凝过程的模拟。
二、FLUENT中的蒸发模型2.1 蒸发模型类型在FLUENT软件中，可使用以下几种蒸发模型：表面蒸发模型、二元燃烧模型、雾化模型和多组分液滴模型。
每个模型都有不同的适用范围和假设条件，具体选择取决于需要模拟的问题。
2.2 表面蒸发模型表面蒸发模型适用于液态物质在固体表面蒸发的情况，如水在热交换器管内的蒸发过程。
该模型基于质量传递方程，并使用表面修正系数和蒸发质量通量来计算液体蒸发速率。
在FLUENT软件中，可以选择不同的表面蒸发模型，如源项法、双流方程法和雾化模型等。
2.3 二元燃烧模型二元燃烧模型适用于液体燃料的蒸发和燃烧过程，如发动机喷油嘴内的燃油喷雾。
aspen 经验方法
Aspen Plus的学习经验作者：时间：2010-5-9 19:03:34aspen plus的学习经验2010-04-27 21:29:35 阅读7 评论0 字号：大中小aspenplus的手册有很多，其中比较重要的是单元操作模型，物性方法和模型，物性数据等。
单元操作模型是一种抽象的过程，选择哪一个模型，取决于你有的条件和你所想要求的结果。
属性是一个难点，高难点，我认为这是考察技术人员模拟水平高低的一个重要点。
此内容与化工热力学关系十分紧密，读《aspenplus的物性模型和方法》手册。
aspenplus能做什么aspenplus是用来计算平衡态体系数据的软件，这句话的意思有以下几点：1.aspenplus是计算软件，和其他开发的或者我们自己开发的计算程序没有区别。
比如我们自己搞一个srk 方程的计算程序，其核心与aspenplus没有什么不同，都只是根据化工热力学，化工原理等等公式，输入一些已知条件，然后运行得到结果而已。
这么说好像aspenplus也不过如此而已，但是aspenplus的强大之处在于：1）.它几乎内建了所有化工过程所涉及的原理公式，也就是说化工专业的课程他全部都包括了；2).它附带了完善的数据库，囊括了所有你需要去化工手册上查找的数据;3).强大的其他分析工具，比如改变输入会怎样影响输出?aspenplus已经自带了此类工具，你可以直接使用。
4).由于1)&2),aspenplus可以很方便的计算出大的复杂的流程，这也是它称之为模拟软件的原因。
这里还想补充一下：1）.aspenplus由于已经自带了大量的数据库，并且你可以得到这些数据，那么你就不需要再去查化工手册了。
比如，纯物质的比热，临界点温度，压力等等常数你都可以得到。
2).aspenplus可以计算得到任意计算物流的几乎所有的物理性质，比如：密度，比热，湿度等等工艺工程师所关心的数据。
aspenplus是平衡态体系的软件。
CHEMCAD入门2011-wwy2
魏文韫 weiwenyun@
CHEMCAD能做什么？
CHEMCAD 提供强大的计算模拟功能，可建立与现场装置吻合 的数据模型，通过运算模拟装置的稳态或动态运行，为工艺开发 、工程设计以及优化操作和技术改造提供理论指导
用于工业流程模拟计算 炼油工业、石化工业、天然气加工、工业 安全、生化工业、污染防治、清洁生产… 单元操作 换热器、精馏、吸收、萃取、过滤、干燥… 热力学计算
物性数据包 热平衡和相平衡计算方法 30多种“K”值计算方法、13种焓值计算 方法
PFD图 …
A5
SCU.CE MPFL 2013-7-12
四川大学化工学院
魏文韫 weiwenyun@
CHEMCAD工作界面
标题栏 菜单栏 工具栏
状态栏
A6
SCU.CE MPFL 2013-7-12
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魏文韫 85408116 weiwenyun@
A1
SCU.CE MPFL 2013-7-12
四川大学化工学院
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化学工程与工艺
动量 传递
化工
反应 工程
热量 传递
质量 传递
沸腾 冷凝 区域分析
A32
SCU.CE MPFL 2013-7-12
四川大学化工学院
魏文韫 weiwenyun@
管壳式换热器计算实例
问题： 把如下组分混合蒸汽从82℃冷却到54℃，设计分凝管壳式 冷凝器。假定如下。
混合蒸汽量 6100kg/h 操作压力 11.6kgf/cm^2（绝压） 冷却水温度 进口：27℃；出口：43℃ 组成如下：来自1.应用范围:Re、Pr
HTRI设计实例-最实用的初学者入门教材
HTRI设计实例-最实用的初学者入门教材目录第1章前言........ 错误!未定义书签。
课题研究背景及意义...................... 错误!未定义书签。
换热器简介.............................. 错误!未定义书签。
换热器分类........................... 错误!未定义书签。
管壳式换热器的结构和使用特点......... 错误!未定义书签。
第2章冷凝器设计........ 错误!未定义书签。
冷凝器选型.............................. 错误!未定义书签。
饱和蒸汽冷凝......................... 错误!未定义书签。
含不凝气的冷凝冷却过程............... 错误!未定义书签。
安装注意事项......................... 错误!未定义书签。
冷凝器设计依据.......................... 错误!未定义书签。
管壳式冷凝器类型的选择............... 错误!未定义书签。
换热器合理压降的选择................. 错误!未定义书签。
工艺条件经验温度的选择............... 错误!未定义书签。
管长................................. 错误!未定义书签。
管径与管壁........................... 错误!未定义书签。
折流板圆缺高度....................... 错误!未定义书签。
折流板间距........................... 错误!未定义书签。
密封条............................... 错误!未定义书签。
HTRI设计判据 ........................... 错误!未定义书签。
管壳侧流速(velocity) ................. 错误!未定义书签。
冷凝器模拟
对两相区
3.8 x (1 − x) 0.8 = a1 (1 − x ) + 0.38 Pr
0.76 0.04
aTP
空气侧换热系数
形式 平直形 开缝= 0.982 Re 0.424 d3
−0.0887
Ns 2 d 3
−0.1590
s Nu = 0.772 Re 0.477 d3
−0.3637
Ns 2 d 3
−0.2170
Nu = 0.687 Re
Nu = 0.274 Re
0.4518
s d3
−0.0935
Ns 2 d 3
管内外热量平衡方程
Q a = ξQ r
ξ
为一实验系数，为0.8至1之间
微元导热方程
Qr = UAi (Trm − Tam )
制冷侧平均温度
T rm = (T r1 + T r 2 ) / 2
空气侧平均温度
Tam = (Ta1 + Ta 2 ) / 2
管长
Ai L= πd i
U为总表面传热系数
−0.1990
0.556
s d3
−0.202
Ns 2 d 3
−0.03720
Nu s为翅片间距，s2为沿空气流动方向管间距，d3为翅根直径，N为管排数， = ai d 3 / λ
流程图
开始 输入已知条件 假设制冷剂出口焓
出口过冷
过冷区长度 两相区长度
冷凝器模拟
冷凝器功能
• 在制冷系统中，在制冷模式下是将系统产
生和吸收的热量排放到高温环境中去的一 个换热器装置，在制热模式下是将热量排 放到用热空间去的换热装置
流体模拟ebsilon_CH专业版
-----用于设备的规划和设计Ebsilon 专业版是一个软件环境，用于模拟流体回路，计算热力循环过程以及化工过程中的能量交换和流体状态参数等。
它有如下显著特点：第一， 建立模型快，可视性强。
在该环境下你全部采用视窗工作，用元件设备的图标来模拟系统。
图标分别为元件图标、管道图标、参数标签、文字说明方框等。
软件设有元件设备资料库，其中容纳有不同结构的蒸汽汽轮机、燃气轮机、锅炉、换热器、冷凝器、冷却塔、调节控制器等80多个元件。
该软件还能自动检查错误，给出提示。
第二， 计算速度快，收敛性好。
第三， 数据显示性强。
它能在系统图、图标和列表上直接显示输入参数和计算结果。
第四， 数据的输入和输出可通过Excel、 ASCII,、OLE、 HTML、和DLL完成。
第五， 对用户提供热线服务。
软件Ebsilon专业版通过视窗间的密切结合，是理想的计算循环系统的办公用品。
对于能源工程中循环系统内和连接段内发生的所有过程，只要是稳定流动，它几乎都适用。
他的计算核心是Ebsilon.由于它计算快、收敛好、与微软百分之百的相容而且操作直观可见，它受到讲德语地区的几乎所有有名的设备制造商、相关的咨询机构以及电站的青睐。
软件同时设有英语和法语可供用户选择使用。
建立模型的过程如下。
首先你从元件资料库中选择元件。
该资料库目前包括87个元件。
它们是汽轮机、换热器、锅炉、泵、发电机、燃气轮机、燃烧器、大容器、气化器、涡旋层、燃料电池（Fuelcell）、冷却塔、干燥器、过滤器、分离器、鼓风机、调节器、计算器、文字框、按钮、警告方框等。
然后一个编程基本单元用C语言将你自行选择的元件连接起来，组成一个整体。
资料库内元件的数量目前在与达姆斯达特科技大学的合作下每年正以2至3个的速度扩充。
对元件的处理，首先是根据结构关系连接接口，然后给单个元件的参数赋值。
资料库中对元件参数赋有默认值，还有完整的元件间的默认连接范例。
关于物性参数，软件附带有不同的数据库。
微通道冷凝器的相变换热仿真与结构优化设计
微通道冷凝器的相变换热仿真与结构优化设计李明;赵智强;徐明;侯昆;罗圆【摘要】为改善微通道冷凝器制冷剂侧的流动均匀性,提高换热能力,以扁管插入深度、入口管插入深度和入口管位置等参数为设计变量,流动均匀性、压降和出口温度为目标,采用Optimate+模块对三维冷凝器模型进行多目标多参数优化.采用定向网格对扁管进行网格处理,提高了网格的精度和计算速度.以VOF模型和蒸发冷凝模型进行冷凝器整体相变仿真分析,研究制冷剂在流道中流动的不均匀现象.结构优化后,最终使冷凝器的出口温度降低1.7K,压降减小39 kPa.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2019(041)007【总页数】7页(P851-857)【关键词】微通道冷凝器;压降;流动均匀性;仿真;优化【作者】李明;赵智强;徐明;侯昆;罗圆【作者单位】吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130025;吉林大学汽车工程学院,长春130025;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130025;一汽轿车股份有限公司,长春130020;吉林大学汽车工程学院,长春130025;吉林大学汽车工程学院,长春130025【正文语种】中文前言平行流微通道冷凝器具有结构轻巧紧凑、换热量大等特点，目前已应用到大多数乘用车上，成为发展的主流趋势，但其换热机理、微通道设计和制造等方面还存在很多问题［1］。
Tian等［2］对冷媒压降和出口温度进行了研究，采用人工神经网络（ANN）对以R134a为工质的平行流冷凝器的热工性能进行预测，通过实验验证了该模型能在稳态条件下改变进气温度、速度、冷媒入口温度、压力和质量流量，其预测的换热量、出口制冷剂温度和压降是准确的，表现出良好的性能。
Qi和Kwon等［3-4］研究了不同制冷剂对微通道冷凝器性能的影响，结果表明，R410A冷凝器的散热性能比R22和R407C高12%～26%；在相同的质量流量下R410A冷凝器中的制冷剂侧压降趋势小于R22和R407C。
基于Flowmaster的换热器一维热流体数值模拟解决方案
广泛应用于食品、 机械、冶金、石油 化工、船舶行业和 城市供热等行业。
板式换热器具有传热系数高、压降小、结构 紧凑、质量轻、占用空间小、面积和流程组 合方便、零件通用性强、可选择材料广以及 容易实现规模化生产等特点，已被广泛应用 于食品、机械、冶金、石油化工和船舶等领 域，并成为城市集中供热工程中的主导换热 设备。
13
Flowmaster换热器介绍
单相换热器
结构式换热器
14
Flowmaster换热器用途
单相换热器
结构式换热器
管壳式换热器
广泛应用于石化行业
管壳式换热器广泛用于炼油、化学加工工业 中。它们由一个壳体构成，壳体中包含了一 个相当大的管束。
15
Flowmaster换热器用途
单相换热器
结构式换热器
19
Flowmaster换热器用途
两相换热器
结构式换热器
同轴管换热器
广泛应用于汽车空调系统
Flowmaster中的这三个元件为套管换热器的 一种。同轴换热器是由同心的内管和外套管 组成，冷热流体分别在内管和外套管环隙中 流动的同时进行传热的。耐压抗震，不易变 形，耐脏耐垢，不易堵塞，回油顺畅，安全 性高。常常用于汽车空调系统的制冷和加热 系统。
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Flowmaster换热器用途
单相换热器
结构式换热器
线圈管式换热器
广泛应用于宇航运载器
线圈管式换热器包含一个螺旋管。根据应用 情况，它们可以水平或垂直放置。体积小， 传热面积大，用 于 制 氧设 备 等 之 类 的所 谓 低温装 置 中 的 换热 器。
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Flowmaster换热器用途
单相换热器
结构式换热器
带搅拌釜换热器
利用Aspen模拟软件优化冷凝法油气回收工艺
利⽤Aspen模拟软件优化冷凝法油⽓回收⼯艺利⽤Aspen 模拟软件优化冷凝法油⽓回收⼯艺黄维秋 彭 群 李贝贝(江苏⼯业学院油⽓储运技术省重点实验室)摘 要 利⽤Aspen 模拟软件研究了冷凝法油⽓回收率与系统能耗的关系,并对冷凝回收⼯艺进⾏了优化。
研究结果认为:油⽓回收⼯艺宜设计为三段制冷⼯艺。
当其制冷温度依次为2℃、-30℃及-80℃时,即可以确保国家规定的95%以上的回收率,且系统能耗⼏乎控制在最低;当其制冷温度依次为2℃、-30℃及-120℃时,回收率可⾼达99.62%,⽽系统能耗不会剧增。
关键词 油⽓回收 冷凝 Aspen plus 模拟软件DOI :10.3969/j.issn.1007-3426.2009.04.012⽯油、⽯化、涂料、交通、电⼦等⾏业在⽣产、储运、销售、使⽤汽油等轻质油品的过程中,存在严重的油⽓排放。
油⽓回收技术可⽤来控制油⽓蒸发排放并回收有价值资源。
随着《储油库⼤⽓污染物排放标准》等三个国家标准[1-3]的颁布实施,国内对各种场合油⽓排放将采取更实质性的监督及治理,以满⾜健康、安全、环保、节能减排等⽅⾯的要求。
⽬前,油⽓回收⽅法主要有吸附法、吸收法、冷凝法及膜法等,各种⽅法都具有优缺点及适⽤范围[4]。
油⽓冷凝回收系统(Vapor Condensation Recovery System ,VCRS )是利⽤制冷剂通过热交换器进⾏冷凝分离油⽓和空⽓混合⽓,并可直接回收到油品,⽆⼆次污染,但因投资成本和运⾏费⽤较⾼,难以得到推⼴。
本⽂利⽤Aspen plus 11.1模拟软件,研究冷凝法油⽓回收率与系统能耗的关系,并优化冷凝回收⼯艺,进⽽为推⼴应⽤提供技术⽀撑。
表1 油⽓冷凝回收系统进⼝油⽓组成油⽓样品体积分数,%C 1C 2C 3C =3iC 4nC 41-iC =4iC =4t -2-C =4 c -2-C =4iC 5nC 5∑C 5=>C 5∑HC ①∑Air ②S 10.010.160.95 2.030.830.600.330.500.690.718.69 1.224.85 2.3523.9276.08S 20.040.220.02 2.145.58 1.310.750.450.710.890.8710.83 1.42 5.4430.6769.33S 30.000.12 1.59 4.15 1.380.94 1.010.550.860.9412.77 1.886.40 1.9434.5365.36S 40.402.652.410.926.413.576.010.103.012.338.110.120.106.9342.8757.13 注:①表⽰油⽓中轻烃组分的体积分数之和;②表⽰油⽓中空⽓的体积分数之和。
fluent udf 湿空气冷凝源项
1. 介绍Fluent UDF湿空气冷凝源项Fluent UDF是Ansys Fluent软件中的一种用户自定义函数，它可以用于实现特定的物理模型或者边界条件，以满足用户对于流体力学仿真的需求。
湿空气冷凝源项是在湿空气流体仿真中常见的一种边界条件，它描述了在流体中存在水蒸气时，冷凝现象对流场的影响。
2. 湿空气冷凝过程湿空气中含有水蒸气，当湿空气与低温表面接触时，会发生冷凝现象。
冷凝是指水蒸气在遇冷时凝结成液态水的过程，这种现象在许多工程和环境中都具有重要的意义，如空调系统中空气冷凝、天然气输送管道中的水蒸气冷凝等。
3. Fluent UDF湿空气冷凝源项的应用在Ansys Fluent软件中，用户可以通过编写自定义的Fluent UDF来描述湿空气冷凝源项。
这种自定义函数可以根据具体的流体动力学模型和冷凝机理，计算湿空气流场中冷凝的速率和位置。
用户还可以根据实际情况调整参数和边界条件，以完成对湿空气冷凝过程的精确模拟和分析。
4. 编写Fluent UDF湿空气冷凝源项的步骤用户需要熟悉Ansys Fluent软件的API和UDF编程接口，了解UDF 的基本结构和语法。
用户需要针对湿空气冷凝的具体物理特性，设计和编写相应的数学模型和算法。
用户需要通过Ansys Fluent软件中的编译器和调试工具，进行UDF的编译和调试，并将其应用到实际的湿空气流场仿真中。
5. 结语Fluent UDF湿空气冷凝源项为Ansys Fluent软件用户提供了丰富的工程应用和研究空间。
通过编写自定义的Fluent UDF，用户可以实现对湿空气冷凝过程的精确模拟和分析，为工程实践和科学研究提供了有力的工具和支持。
期待在未来的工程实践中，Fluent UDF湿空气冷凝源项能够发挥更大的作用，为湿空气流体力学仿真领域的发展做出贡献。
在实际工程中，湿空气冷凝源项的模拟和分析具有非常重要的意义。
在空调系统中，空气中含有大量水蒸气，当空气接触到冷凝器表面时，水蒸气会发生冷凝，释放出大量的热量，这些问题对系统的设计和运行具有重要的影响。
EVAP-COND软件中文使用说明
EVAP-COND软件应用手册一.编制目的：对EVAP-COND软件进行详细应用介绍，使研发工程师学会使用该软件，在设计初期预估换热器的性能。
二.简介及用途1. 简介EVAP-COND是一个软件包，包含NIST的翅片管蒸发器和冷凝器的仿真模型。
EVAP-COND 的帮助菜单中提供了有关程序的功能和如何使用它的信息。
这些指令包括准备输入数据，执行程序，并检查模拟结果。
2.用途：管的管或管截面模拟一维的，非均匀的气流分布制冷剂分布的模拟制冷剂回路的优化冷凝器模型能够模拟临界点以上REFPROP8制冷剂性能11制冷剂和混合制冷剂：R22，R32，R134A，R290，R404A，R407C，R410A，R507A，R600A，R717，R744三.详细说明1.软件界面软件安装后的初始界面。
注：软件关闭后重启时，可能会重新安装一次，需保证安装文件在第一次安装时的目录。
2. 选择制冷剂点击点击图中圆圈所示位置，或选择菜单栏中“Edit—>Refrigerant Selection”选项，弹出制冷剂选择页面，选择合适的制冷剂。
3.换热器设计点击图中圆圈所示位置，或选择菜单栏中“Edit—>Coil Design”选项，弹出换热器设计对话框，输入换热器的各项参数。
将换热器参数输入完整之后，点击确定，弹出管路布置界面。
对于蒸发器而言，图示上部位制冷剂进口，下部为制冷剂出口，管路布置时从上往下布置，冷凝器相反。
将鼠标放到图中所示管路上，拖动至相邻的管上，即可完成管路排布，以G96E1000蒸发器为例，布置完成后如下图所示。
若想去除某段管路，双击这段管路的两端即可去除。
最多可算5排换热器，总共最多可算130根换热管，即最多5排26列公制、英制单位，默认公制铜管类型，可选光管和内螺纹管，我公司用内螺纹管翅片类型，可选平片、波纹片、开缝片和百叶窗片，我公司用平片风量和风机功率4.修正系数点击图中圆圈所示位置，或选择菜单栏中“Edit —>Correction Parameters ”选项，弹出修正系数对话框，可输入换热器的修正系数，一般默认为1不变。
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A热流介质T1=64.0→T2=
####B冷流介质t1=
30.0
→T2=
####
A蒸汽流量W=
800.0A蒸汽蒸汽潜热r=
1100.0A的比热容C= 2.5水的比热容 4.2
循环水用量Y=
选取总传热系数K=
500.0需换热面积S=
m m/s kg/m3j/kg.℃
kj/kg kj/kg.℃kj/kg.℃
w/m2.℃
二、选择换热器型号
一、换热器换热面积初算
对数平均温差△tm=
kg/h 冷凝器热负荷Q=
三、换热器传热系数核算
1、管内传热系数ai核算管内流速u= 1.0管内水的黏度μ=（30℃
-40℃）0.000727选取换热器的内径di=
0.02流体密度p=1000.0水的比热容
4200.0
管内换热系数ai=
w/m.℃
kj/kg w/m.℃
取4到8m kg/m3mPa.s
管内水的热导系数λ=（30℃-40℃）
0.62.壳程传热系数ao的核算（壳程流体为蒸汽，工业多为膜状冷
凝）A热流蒸汽的冷凝热1100.0A在冷凝温度液态热导系
数λ=
0.2当管内流立式冷凝器壳程的传热系数ao=
冷凝液密度р790.0液化温度的黏度Ч
0.35
重力加速度g 9.8饱和蒸汽温度与壳壁温
度差⊿t
5.03.总传热系数K的核算循环水阻垢系数Rsi=0.00034传热管长度L 3.0换热器总传热系数核算Ko=
A热流蒸汽的阻垢系数
Rso=
0.00017换热管外径do 25.0换热管外径di
20.0
27510.3
大于10000为湍流
w/m2.℃1543.9
1687.8w/m2.℃
500.7w/m2.℃。