ASPEN PLUS换热器设计说明(中文)
aspen设计换热器
ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用摘要：文章介绍了ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用。
通过与必要的手工计算相结合,便捷高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。
并以一个实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积相比节省了 66. 7%。
关键词：换热器设计 ASPEN PLUS引言ASPEN PLUS软件是一款功能强大的化工软件、动态模拟及各类计算的软件，它几乎能满足大多数化工设计及计算的要求，其计算结果得到许多同行的认可，该软件也和其他软件一样在不断的升级。
换热器是一种实现物料之间热量传递的设备,广泛应用于化工、冶金、电力、食品等行业。
在化工装置中换热设备占设备数量的40%左右,占总投资的 35% ~46%。
目前,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。
换热器的设计主要包括传热和阻力计算两个方面。
由于换热器的设计方法比较烦杂,且需要迭代计算,故借助于日益普及的计算机软件进行优化设计则可以极大地提高工作效率。
目前,工程上已大量使用商业软件进行换热器的计算。
最著名的专业换热器计算软件主要有成立于 1962 年的美国传热研究公司 ( HTRI)开发的 XchangerSuite 软件;成立于 1967 年的英国传热及流体服务（HTFS)开发的 HTFS 系列软件和 B-JAC 软件。
为了便于组织工业生产,换热器的设计要尽可能符合相关的行业标准。
对于管壳式换热器,国外主要标准有TEMA(TubularExchangersManu-facturersAssociation)和 ASME (American SocietyofMechanical Engineers);国内主要标准有国标 GB151-1999(管壳式换热器标准),行业标准 JB/T 4715-92(固定管板式换热器形式与基本参数)和 HG 21503-92(钢制固定式薄管板换热器)。
ASPENPLUS换热器设计说明
ASPENPLUS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HTX INT。
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 PL US 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。
aspen设计换热器
ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用摘要：文章介绍了ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用。
通过与必要的手工计算相结合,便捷高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。
并以一个实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积相比节省了 66. 7%。
关键词：换热器设计 ASPEN PLUS引言ASPEN PLUS软件是一款功能强大的化工软件、动态模拟及各类计算的软件，它几乎能满足大多数化工设计及计算的要求，其计算结果得到许多同行的认可，该软件也和其他软件一样在不断的升级。
换热器是一种实现物料之间热量传递的设备,广泛应用于化工、冶金、电力、食品等行业。
在化工装置中换热设备占设备数量的40%左右,占总投资的 35% ~46%。
目前,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。
换热器的设计主要包括传热和阻力计算两个方面。
由于换热器的设计方法比较烦杂,且需要迭代计算,故借助于日益普及的计算机软件进行优化设计则可以极大地提高工作效率。
目前,工程上已大量使用商业软件进行换热器的计算。
最著名的专业换热器计算软件主要有成立于 1962 年的美国传热研究公司 ( HTRI)开发的 XchangerSuite 软件;成立于 1967 年的英国传热及流体服务（HTFS)开发的 HTFS 系列软件和 B-JAC 软件。
为了便于组织工业生产,换热器的设计要尽可能符合相关的行业标准。
对于管壳式换热器,国外主要标准有TEMA(TubularExchangersManu-facturersAssociation)和 ASME (American SocietyofMechanical Engineers);国内主要标准有国标 GB151-1999(管壳式换热器标准),行业标准 JB/T 4715-92(固定管板式换热器形式与基本参数)和 HG 21503-92(钢制固定式薄管板换热器)。
aspen使用入门第6讲plus换热器的模拟(60页)
5.3 两股物流的换热器
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
HeatX输入规定
窗口名称
作用
Setup
规定简捷或详细的计算、流动方向、换热器压降、传热系数计算 方法和膜系数。
Options
规定热侧和冷侧不同的闪蒸收敛参数和有效相态，HeatX收敛参 数和模块规定报告选项。
1、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。
常数 几何尺寸 用户子程序
Heat Transfer Coefficient （传热系数）
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
Film Coefficient （膜系数）
常数值 特定相态的值 幂率表达式 由几何尺寸计算
Pressure Drop （压降）
出口压力 由几何尺寸计算
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：
Heater— 应用示例 (3)
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、 含乙醇70%w、 水 30%w的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器 中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比 （摩尔）=1/3。求冷凝器热负荷。
运用aspen及其套件设计换热器
运用aspen及其套件EDR设计换热器青海大学化工学院张鹏宇目录1.生产要求设定2.启动aspen设置前奏2.1确定合适的modle library 模块2.2建立流程图2.3输入工程标题2.4输入组分2.5选择物性方法2.6输入物流参数3.进行换热器选型3.1采用shortcut简捷计算3.2填写估计的总传热系数3.3模拟计算，列出简捷计算结果3.4按国家标准选型4.选择Detailed详细核算4.1设置冷热流体走程4.2使用Design Specification调整冷却水流率4.3设置壳程管程压降计算方式4.4设置总传热系数计算方式4.5填写冷热流体侧污垢系数4.6填写壳程管程数据4.7填写折流板及管嘴数据4.8运行计算，列出换热器详细计算结果4.8.1 exchanger details换热器详细数据4.8.2 pres drop 各程压力降及压力降分析4.8.3 流速探讨及分析5.用EDR 软件核算，出图5.1 数据传递5.2 EDR数据检查,核对补充5.3运行计算，列出换热器详细计算结果5.3.1 EDR换热器详细数据5.3.2 pres drop 各程压力降及压力降分析5.3.3 流速探讨及分析5.4列出换热器装配图5.5列出换热器布管图和设备数据5.6打印出图6.对比Aspen换热器详细计算，说明EDR其优缺点。
1.生产要求设定某生产过程中，需处理每年114000吨/年苯，现将苯从80度冷却至40度，冷却介质采用循环水。
循环水入口温度32.5度，出口温度取37.5度。
要求换热器裕度为10%~25%，换热器内流体流动阻力小于50Kpa.2.启动ASPEN设置前奏2.1选择合适的modle library 模块启动ASPEN,新打开一个空白的blank文件，该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
化工模拟软件aspen plus第6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Heater6.3 换热器HeatX6.1 概述1、如：开水锅炉、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％。
换热器定义：换热器是用来改变物流热力学状态的传热设备。
Aspen Plus 换热器单元模块说明：模块说明功能适用对象Heater加热器或冷却器改变一股物流的热力学状态加热器、冷却器、仅涉及压力的泵、阀门或压缩机HeatX两股物流换热器模拟两股物流换热过程管壳式换热器、空冷气、板式换热器MHeatX 多股物流换热器模拟多股物流换热过程LNG 换热器等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成物流的热力学状态。
Heater可以进行以下类型的单相或多相计算：1.求已知物流的泡点或者露点2.求已知物流的过热或者过冷的匹配温度3.计算物流达到某一状态所需热负荷4.模拟加热器（冷却器）或换热器的一侧5.模拟泵、压缩机、压缩机（仅改变压力，不涉及功率）进料物流（任意股）出口物流热流率（可选）热流率（可选）倾析水（可选）物料流热流入口至少一股物料流入口任意股热流可选的出口一股物料流出口一股热流可选的一股水倾析物流可选的 典型的Heater 流程连接图Heater模型设定参数闪蒸规定(Flash specifications)有效相态(ValidPhase)温度Temperature蒸汽Vapor-Only压力Pressure液体Liquid-Only温度Temperature change固体Solid-Only蒸汽分率Vapor fraction汽-液Vapor-Liquid过热Degrees of superheating汽-液-液Vapor-Liquid-Liquid过冷Degrees of subcooling液-游离水Liquid-Freewater热负荷Heatduty汽-液-游离Vapor-Liquid-Freewater Heater模型有两组模型设定参数：闪蒸规定与有效相态注意：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。
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。
Aspen Plus软件在计算换热器热负荷中的应用
均 温 度 下 的 比热 容 。第 二 种 方 法 是 潜 热 计 算 法 ， 适 用 于 流 体 的蒸 发 或 者 冷 凝 ， 但 很 多 物 质 的潜 热
史原 因 ， 很 多数 据 的单位 不统 一 ， 造 成 设 计 人 员 的 工 作 量 增 大 。本 文 主 要 从 查 阅 文 献 和 利 用 模 拟 软 件 进 行 对 比来 计 算 换 热 器 的 热 负 荷 的 效 率 进 行说 明。
Ｗ・ ｈ Ｉ ＋ Ｗ・ ｃ ｌ — Ｗ・ ｈ ２ 一 Ｗ・ ｃ ２ 一 Ｑｌ ＝ ０
Ｗ— — 流 体 的 流 量 ， ｋ ｇ ／ ｈ ； ｈ — — 流 体 的焓 ， ｋ Ｊ ／ Ｋ ｇ ； Ｑ。 —— 系统的能量损失 ， ｋ Ｊ ， ｈ ； 析 选项 中选择 赋值 法 ， 最后 求 得 水 蒸气 所 需 流量 。
的饱 和蒸 汽对干 燥 Ａ气 体 进行 加热 以满 足工 艺
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ 一 ｏ ２
焓值 为一 ２ ５ ３ １ ． ７ ７ １ ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ ， １ ２ ０℃下 的 Ａ 焓 值 为 一
作者简介 ： 杨波 （ １ ９ ９ ０ 一 ） ， 男， 浙江宁波人 ， 助理工程师 ， 主要从事化工工艺开发工作。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ 曲ｏ ａ ＠ｗ ｈ ｃ ｈ ｅ ｍ ． ｃ ０ ｍ。
２ 计 算 思 路
通 常计 算换热器 的热负 荷有 三种方法 ， 即 根
的基本 核算和简单的计算也需要掌握 。很 多化工
原理ｍ 和 设 计 书 籍 都 介 绍 了换 热 器 热 负 荷 的 计
算步骤 ， 但 查询 物性 数据 相 当繁 琐 ， 而 且 由 于 历
换热器设计说明
换热器设计说明1ASPEN 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能够使用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:2§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用户还能够扩展由加热/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将经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 PL US单元操作模型都能够生成这种曲线。
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3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上就能够:1. 在”Property Sets”栏下选择”HXDESIGN”2. 选择所需采样点的数目。
化工流程模拟实训：Aspen_Plus教程_第6章换热器单元模拟
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。
南京工业大学ASPEN学习第五章换热器设计教程
HeatX—详细计算
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 )
第 31 页
HeatX—详细计算 总传热系数方法 ( U methods )
• 常数 ( Constant )
第 10 页
HeatX—计算类型
计算栏目中有三个选项： 1、简捷计算 Short-cut 2、详细计算 Detailed 3、Hetran 精确计算 Hetran Rigorous 输出Hetran软件(换热器设计专用软件)的输 入文件供其精确计算。 下部的下拉式选择框中也有三个选项： 1、设计 Design 2、核算 Rating 3、模拟 Simulation 两组选项按下述方式配合使用：
从 中 任 选 两 项
第 6 页
Heater — 模型参数
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 （7）汽—液—游离水
第 7 页
HeatX 模型
HeatX 模型用于模拟下述结构的管-壳式换热 器： 逆流/并流（Countercurrent / Cocurrent) 弓形折流板壳程（Segmental Baffle Shell） 圆盘型折流板壳程（Rod Baffle Shell） 光管/低翅片管（Bare/Low-finned Tubes)
第 17 页
HeatX — 换热器设定
11. 传热面积 (Heat transfer area) 12. 热负荷 (Exchanger duty) 13. 几何条件 (Geometry) 在详细计算时采用。
马后炮化工论坛-Aspen Plus V8 能耗分析入门(中文版)
进行能耗分析的步骤
4 改进设计 要继续优化换热网络，使用功能区上的改进按钮(Retrofit)。 1. 在导航栏上点击你希望修改的案例 2. 点击改进选项来进行你想要的改进。会有两个表格将会出现。
12345
进行能耗分析的步骤
5 寻找最优解 当你完成改进，点击主功能区(Home ribbon)上的案例比较按钮(Compare Scenarios)。 表格会显示对每个案例的调整和最终的公用工程成本，节能费用及回报周期。
能耗分析用户界面介绍
设定能耗选项
为进行能量和温室气体的计算需设定全球变 暖，碳排放税和基准能量规定这些标准
能耗分析用户界面介绍
单位设定
选择能量消耗和温室气体排放的测量单位
演示 – 流程图的构建
为流程图中的公用工程流股建立模型 为换热网络中塔的内部流股建立模型
© 2013 Aspen Technology, Inc. All rights reserved | 48
设定能耗分析环境中的成本和约束页的 优化参数(Costing and Constraints) 在能耗分析环境中查看关于本模块中 “Viewlets”的更多信息
模块4： 挖掘和实现更多节能潜力
目标
▪ 学习能耗分析的完整工作流程
© 2013 Aspen Technology, Inc. All rights reserved | 56
显示当前温室气体排放成本大于目标的差值
能耗分析用户界面介绍
向下滚动的窗体
打开这个窗体来生成可降低能量消耗的方案
能耗分析用户界面介绍
能耗分析环境概述
在能耗分析环境里用户可以： • 设定优化参数 • 分析节能潜力 • 在能耗分析面板设计方案的基础上继续改造 • 创建和修改新的设计 • 比较不同的应用场景
ASPEN_PLUS
物性方法和模型描述
热力学性质 传递性质 焓、熵、吉布斯自由能、逸度系数、体积等 粘度、热导率、表面张力、扩散系数等 用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法
状态方程物性方法 与煤相关应用 逸度系数物性方法 专用系统物性方法
方法分类
理想物性方法
推荐的物性方法 SOLIDS
常用推荐方法
煤的粉碎，研磨
Aspen Plus 讲 义
ASPEN PLUS简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍
通过实例介绍如何建立模拟模型
模型分析工具使用的基础
ASPEN PLUS 简 介
流程模拟——使用计算机程序定量模拟一个化学过程的 特性方程。 基于序贯模块法的大型通用稳态过程模拟软件。 Advanced System for Process Engineering（ASPEN） 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司 参与开发。 1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公 司，并称之为Aspen Plus。 经过20多年不断地改进、扩充和提高,已先后推出了十多 个版本,成为举世公认的标准大型流程模拟软件。
•SCFRAC 简算法多塔精馏 •PETROFRAC 石油炼制分 馏塔
单元操作模型及其主要功能
固体处理器 用户模型 流控制器
•USER 有限进出流股
•MULT 乘法器
•DUPL复制器 •CLCHNG 流股复类器 •SELECT 物流选择器
•USER2 无限进出流股
•HIERARCHY 分层结构
•ANALYZER 物流分析器
ASPEN PLUS的优势
可以模拟电解质系统
许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提、苛性 盐水结晶与蒸发、硝酸生产、湿法冶金、胺净化气体和盐酸回收 等。 Aspen Plus提供Pitzer活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度 系数，包括强弱电解质、盐类和含有机化合物的电解质系统。这 些模型已广泛地在工业中应用，计算结果准确可靠。 电解质系统有三个电解质物性参数数据库：水数据库包括纯物质 的各种离子和分子溶质的性质；固体和Barin数据库包括盐类组 分性质； 模拟电解质过程的功能在整套Aspen Plus都可以应用。用户可以 用数据回归系统（DRS）确定电解质物性模型参数。所有Aspen Plus的单元操作模型均可处理电解质系统 。例如，Aspen Plus闪 蒸和分馏模型可以处理有化学反应过程的电解质系统。
《化工流程模拟实训—Aspen Plus教程(孙兰义主编)》配套PPS课件第6章 换热器单元模拟
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。
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
（7） 冷物流出口（相对于冷物流入口）温升 (Cold stream outlet temperature increase) （8） 冷物流出口温差 (Cold stream outlet temperature approach) （9） 冷物流出口过热度 (Cold stream outlet degrees superheat) （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）
变量
计算方法
简捷法使用准则 严格法使用准则
常数 Constant U value
No
相态法
Phase specific
No
Film
values
confficients
膜系数
幂函数
Power law
No
expression
由几何尺寸计算
Calculate from
No
geometry
Yes Yes Yes Default
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
运用aspen及其套件设计换热器
运用aspen及其套件EDR设计换热器青海大学化工学院张鹏宇目录1.生产要求设定2.启动aspen设置前奏2.1确定合适的modle library 模块2.2建立流程图2.3输入工程标题2.4输入组分2.5选择物性方法2.6输入物流参数3.进行换热器选型3.1采用shortcut简捷计算3.2填写估计的总传热系数3.3模拟计算，列出简捷计算结果3.4按国家标准选型4.选择Detailed详细核算4.1设置冷热流体走程4.2使用Design Specification调整冷却水流率4.3设置壳程管程压降计算方式4.4设置总传热系数计算方式4.5填写冷热流体侧污垢系数4.6填写壳程管程数据4.7填写折流板及管嘴数据4.8运行计算，列出换热器详细计算结果4.8.1 exchanger details换热器详细数据4.8.2 pres drop 各程压力降及压力降分析4.8.3 流速探讨及分析5.用EDR 软件核算，出图5.1 数据传递5.2 EDR数据检查,核对补充5.3运行计算，列出换热器详细计算结果5.3.1 EDR换热器详细数据5.3.2 pres drop 各程压力降及压力降分析5.3.3 流速探讨及分析5.4列出换热器装配图5.5列出换热器布管图和设备数据5.6打印出图6.对比Aspen换热器详细计算，说明EDR其优缺点。
1.生产要求设定某生产过程中，需处理每年114000吨/年苯，现将苯从80度冷却至40度，冷却介质采用循环水。
循环水入口温度32.5度，出口温度取37.5度。
要求换热器裕度为10%~25%，换热器内流体流动阻力小于50Kpa.2.启动ASPEN设置前奏2.1选择合适的modle library 模块启动ASPEN,新打开一个空白的blank文件，该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
化工流程模拟实训：Aspen Plus教程 第6章换热器单元模拟
入口热物流
出口热物流 倾析水 （可选）
入口冷物流
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）
（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
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。
6.2 换热器HeatX
Heatx的模型设定参数
（Design） （Rating）
3、Type选择框中有三个选项：
（1）设计 （2）核算
Heatx 换热器的几何结构参数
详细计算时需输入换热器的几何结构参数。包括（以管 壳式换热器为例）壳程(Shell)、管程(Tubes)、管翅
aspen换热器设计初步计算
HeatX—— U - 相态法
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HeatX——结果查看
HeatX 最 重 要 的 是 热 参 数 结 果 (Thermal
results)，其下包括五张表单：
• 概况
Summary
• 衡算
Balance
• 换热器详情 Exchanger details
• 压降/速度 Pre drop/velocities
两
（4）蒸汽分率 Vapor fraction
项
（5）过热度 Degrees of superheating
（6）过冷度 Degrees of subcooling
（7）热负荷 Heat duty •第6页/共56页
Heater — 模型参数（2）
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Heater — 模型参数（3）
下部的下拉式选择框中也有三个选项： 1、设计 Design 2、核算 Rating 3、模拟 Simulation
两组选项按下述方式配合使用：
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HeatX—计算类型（2）
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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。
共 6. 冷物流出口温度
(Cold stream outlet temperature)
有 7. 冷物流出口温升
13
(Cold stream outlet temperature increase)
个
8. 冷物流出口温差 (Cold stream outlet temperature approach)
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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AS PEN 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。
见本章“指定加热/冷却曲线的取样点数”一节3.指定压力降的数值下面各节将详细讲述以上各步骤。
指定物性集为了生成换热器设计程序界面所需要的物性数据，在Hcurve下选择内建的HX DESIGN物性集。
指定加热/冷却曲线的取样点数目一般地，ASPEN PLUS所默认的10个中间点的设置是可以接受的，用户也可以增减这一数目。
假如取样点的数量超过了换热器设计程序所能接受的最大数目，HTXINT会在加热/冷却曲线上选择，将曲线终点以及曲线上的任何露点或泡点包含在内。
由于ASPEN PLUS会额外增加露点或泡点，最终的取样点数可能会比用户要求的要多。
指定压降HETRAN是唯一接受非等压物性曲线的换热器设计程序包。
对于其他的换热器设计程序包，不可以将带有压降的加热/冷却曲线拷贝到HTXINT界面就算完事。
HTRI程序包可以在每侧接受最多3条不同压力下的加热/冷却曲线。
为了使结果尽可能的精确，应该定义下列压力下的3条加热/冷却曲线：§入口压力§出口压力§发生相变时的压力启动HTXINT要想交互式的运行HTXINT界面，请恰当的使用命令其中：runid就是ASPEN PLUS运行程序的名称。
HTXINT会从名叫runid.SUM的ASPEN PLUS摘要文件中读取数据，假如上述文件不存在，则会从runid.BKP的备份文件中读取数据。
HTXINT会以一连串的提示给用户以指导，任何时候如果想离开HTXINT，在键盘上输入EXIT或QUIT.而后，HTXINT询问目标设计程序包的名称：Please enter the required interface. (BJAC, HTFS, M-HTFS or HTRI) >依照所用设计包供货商的情况输入HTXINT提示确认测量单位制：Please select the units to display the data. (SI, ENG or MET) >选择要在屏幕上显示的加热/冷却曲线数据的单位，所有的选项就是ASPEN PLU S的单位集当向界面文件写入数据时，B-JAC,HTFS和HTRI的界面会使用一套由供货方指定的单位集，该集合与所选的ASPEN PLUS单位集都最为接近。
不同的供货方使用的测量单位集合略有不同。
而界面程序会使用最为合适的一套单位。
关于相应测量单位的详细列表详见本章后面的“在您的换热器设计程序包中使用界面文件”一节。
注意对于M-HTFS的界面，总是写成SI单位的。
HTXINT提示用户输入输出文件的名称：Please enter the output file name (Default is runid.ext) >>默认的输出文件在用户的默认目录下生成，文件的名称同于摘要文件的名称，扩展名视目标程序包的不同而变化。
其示例可见本章的“在您的换热器设计程序包中使用界面文件”一节。
假如用户选择了已经存在的文件名，HTXINT会询问用户是否要覆盖该文件或者是另选文件名存档。
选择加热/冷却曲线的结果输出要选择加热/冷却曲线：1.输入单元模块的名称2.输入加热/冷却曲线的代号3.选择是查看还是直接写入加热/冷却曲线的数据。
完成第三步以后就会重新回到第一步。
用户可以继续选择和拷贝其他的加热/冷却曲线数据，直至所用设计包允许的物性曲线的上限。
下列各节讲述各步的详细步骤。
输入单元模块的名称HTXINT将在屏幕上显示所有有加热/冷却曲线的单元模块。
输入一个单元模块的名称以列出该模块下所有的加热/冷却曲线。
例如，屏幕显示：The following blocks have Hcurves.+---------------------------+| Block ID | Model type |+----------+----------------+| E01 | HEATX || T01 | RADFRAC |+---------------------------+Please select a block ID from the list. >输入加热/冷却曲线的代号假设输入E01模块以后，就要输入列出的该模块下的加热/冷却曲线的代号。
屏幕会显示：The Hcurves for block E01 are as follows.+----------------------------------------------------------------------+|NUMBER|Side | Type| Pressure range | Temp. range | Vfrac range || | | | (N/SQM) | (K) | |+------+-----+-----+--------------------+---------------+--------------+| 1 | HOT | HOT |0.410E+07 0.410E+07 |322.039 207.039|1.000 0.639 || 2 |COLD |COLD |0.445E+07 0.445E+07 |183.150 200.656|0.000 0.000 |+----------------------------------------------------------------------+Please select an Hcurve from the list by entering its number. > 2查看和写出加热/冷却曲线的数据HTXINT会询问：Do you wish to view data points for this curve? (Y/N) >假如输入N，这条加热/冷却曲线的数据就会直接写入界面文件。
假如输入Y，就会查看数据，这条曲线的取样点就会显示出来。
例如：+----------+--------------+---------------+---------+| TEMP | DUTY | PRES | VFRAC || (K) | (WATT) | (N/SQM) | |+----------+--------------+---------------+---------+| 322.039 | 0.31907E+04 | 0.41024E+07 | 1.000 || 317.775 | -0.71198E+05 | 0.41024E+07 | 1.000 || 311.584 | -0.21327E+06 | 0.41024E+07 | 0.994 || 301.130 | -0.46122E+06 | 0.41024E+07 | 0.980 || 290.675 | -0.72166E+06 | 0.41024E+07 | 0.963 || 280.221 | -0.99223E+06 | 0.41024E+07 | 0.941 || 269.766 | -0.12693E+07 | 0.41024E+07 | 0.916 || 259.312 | -0.15503E+07 | 0.41024E+07 | 0.888 || 248.857 | -0.18344E+07 | 0.41024E+07 | 0.857 || 238.403 | -0.21230E+07 | 0.41024E+07 | 0.822 || 227.948 | -0.24205E+07 | 0.41024E+07 | 0.779 || 217.493 | -0.27370E+07 | 0.41024E+07 | 0.724 || 207.039 | -0.30963E+07 | 0.41024E+07 | 0.639 |+----------+--------------+---------------+---------+至于用户是否愿意将这些加热/冷却曲线的数据写入界面文件就看如何回应下面的提示：Do you want this Hcurve to be written to the interface file? (Y/N) >输入Y,则加热/冷却曲线的数据就写入输出文件，假如输入N，则可以输入另一条加热/冷却曲线的代号。
如果该曲线中含有计算错误，则有错的点将被以*(星号)标出，并伴有下列提示：Do you want data for the points with the calculation errors to be suppressed?(Y/N) >（你是否要禁用有计算错误的取样点数据？）用户输入Y，则有错的取样点将被排除出去。