换热器仿真训练
技能训练 换热器仿真实训
换热器仿真实训一、工作原理简述换热器的操作技术培训是很重要的基本单元操作训练。
化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到壁面的一侧(对流传热)，通过间壁内的热传导，再由间壁的另一侧将热传给冷流体，从而使热物流被冷却，冷物流被加热，满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。
本单元选用的是双程列管式换热器，冷物流被加热后有相变化。
在对流传热中，传递的热量除与传热推动力(温度差)有关外，还与传热面积和传热系数成正比。
传热面积减少时，传热量减少；如果间壁上有气膜或垢层，都会降低传热系数，减少传热量。
所以，开车时要排不凝气；发生管堵或严重结垢时，必须停车检修或清洗。
另外，考虑到金属的热胀冷缩特性，尽量减小温差应力和局部过热等问题，开车时应先进冷物料后进热物料；停车时则先停热物料后停冷物料。
二、工艺流程简介冷物流(92℃)经阀VB01进入本单元，由泵P101A／B，经调节器FIC101控制流量送入换热器E101壳程，加热到气145℃(20％被汽化)后，经阀VD04出系统。
热物流(225℃)由阀VB11进入系统，经泵P102A／B，由温度调节器TIC101分程控制主线调节阀TV101A和副线调节阀TV101B(两调节阀的分程动作如图2-23所示)使冷物料出口温度稳定；过主线阀TV101A的热物流经换热器E101管程后，与副线阀TV101B来的热物流混合(混合温度为(177±2)℃)，由阀VD07出本单元，工艺流程如图2-24所示，。
图2-23调节阀TV101分程动作示意图图2-24换热器仿真操作流程图●训练步骤(一)冷态开车1．启动冷物流进料泵P101A(1)确定所有手动阀已关闭，将所有调节器置于手动状态且输出值为0；(2)开换热器E101壳程排气阀VD03(开度约50％)；(3)全开泵P101A前阀VB01；(4)启动泵P101A；(5)当泵P101A出口压力达到9.0atm（表）时，全开P101A后手阀VB03。
换热器及制冷系统仿真培训教材(PPT 44页)
张春路（2006） 至今
2、数据模型
2.1、压缩机性能曲线
压缩机性能曲线
输入：蒸发温度、冷凝温度、频率
输出：质量流量、电流、功率、制冷量
压缩机性能曲线
测试条件：冷媒R410A 、电压 220V、频率30Hz/60Hz/90Hz AHRI标准测试工况 ：过热度11.1℃ 、过冷度8.3℃
压缩机性能曲线拟合
通过标况的实验数据获得对应换热压降系数，结合系数获得其他非
标准工况下的性能数据
优点：
简单实用、快速计算
适合轻商非标准工况下数据的获取（客户需求） 系统机型匹配、性能预测
缺点：
基础数据没有，需要测量多个压力点，工作量巨大 不能做深入分析，不能用于系统优化（如流路优化）
部件理论模型
3
2
T2
5
P2 h2 QDloss 外风机功率 压缩机功率 功率修正系数 外机功率
6
1 h
绿色背景色为实测数据，橙色背景色为逆运算要求解的关键参数。
仿真思路-正运算
黑箱子
节 流 装 置 冷凝器（例如：A型号） 压 缩 机
蒸发器（例如：B型号）
黑箱子
其他任意工况，例如：35/22 27/15 输入参数 A冷凝器系数、压损 B蒸发器系数、压损 排气管压损、热损 吸气管压损、热损 功率修正系数 有效冷媒循化量
模型需能反映各部件对系统压降、换热等参数的影响；
3.2、算法设计
方程组成
（1）连续性方程 （前一部件质量流量等于后一部件质量流量）
（2）能量守恒方程 （前一部件出口焓值等于后一部件进口焓值） （3）动量守恒方程 （前一部件出口压力等于后一部件进口压力） （4）系统充注量守恒 （系统充注量=系统各部件充注量之和）
换热器单元仿真培训 操作说明书
换热器单元仿真培训操作说明书欧倍尔北京欧倍尔软件开发有限公司2012年11月地址：北京海淀区清河强佑新城甲一号楼14层1431室邮编：100085II-目录一、工艺流程简介 (1)1、工作原理........................................................................................................................................12、流程说明........................................................................................................................................1二、工艺卡片. (1)1、设备列表........................................................................................................................................12、现场阀门........................................................................................................................................23、仪表列表........................................................................................................................................24、工艺参数........................................................................................................................................3三、复杂控制说明......................................................................................................................................3四、控制规程. (4)1、正常开车 (4)（1）开车前准备.........................................................................................................................4（2）启动冷物流进料泵.............................................................................................................4（3）冷物流进料.........................................................................................................................4（4）启动热物流入口泵.............................................................................................................4（5）热物流进料.........................................................................................................................42、正常运行. (4)（1）正常工况操作参数.............................................................................................................4（2）备用泵的切换.....................................................................................................................53、正常停车. (5)（1）停热物流进料泵.................................................................................................................5（2）停热物流进料.....................................................................................................................5（3）停冷物流进料泵.................................................................................................................5（4）停冷物流进料 (5)地址：北京海淀区清河强佑新城甲一号楼14层1431室邮编：100085III-（5）E101管程、壳程泄液.........................................................................................................54、事故处理. (6)（1）FV101阀卡...........................................................................................................................6（2）P101A 泵坏...........................................................................................................................6（3）P102A 泵坏...........................................................................................................................6（4）TV102A 阀卡.........................................................................................................................6（5）TV102B 阀卡.........................................................................................................................7（6）换热器管堵.........................................................................................................................7（7）换热器结垢严重.. (7)五、PID图....................................................................................................................................................8六、仿真画面. (8)地址：北京海淀区清河强佑新城甲一号楼14层1431室邮编：1000851-一、工艺流程简介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。
汽车空调换热器的仿真模拟与设计
三、设计与制造
微通道换热器的设计需要考虑多个因素，如通道尺寸、通道形状、流体性质 等。在本次演示中，我们采用了一种新型的微通道设计，即蛇形微通道设计。这 种设计具有较高的传热系数和结构稳定性，能够满足汽车空调系统的要求。
在制造过程中，我们采用了先进的微细加工技术，将铝合金材料制成微小的 通道，使得通道壁厚均匀、光滑，以保证换热效果。同时，我们采用了真空钎焊 技术将多个微通道板组合在一起，以避免出现泄漏和堵塞等问题。
汽车空调换热器的仿真模拟与 设计
01 引言
03 设计流程 05 结论
目录
02 仿真模拟 04 仿真结果 06 参考内容
引言
随着科技的不断进步，汽车行业正迅速发展，对汽车空调系统的性能也提出 了更高的要求。汽车空调换热器作为汽车空调系统的重要组成部分，其性能直接 影响到整个空调系统的效果。因此，对汽车空调换热器进行仿真模拟与设计显得 尤为重要。本次演示将深入探讨汽车空调换热器的仿真模拟与设计，以提高汽车 空调系统的整体性能。
基于以上结论，我们提出以下建议：加强对汽车空调换热器的仿真模拟研究， 以进一步提高换热器的性能；在翅片厚度和间距的选择上，要进行多种方案比较， 找到最佳平衡点；优化冷凝器和蒸发器的结构设计，提高热量传递的均匀性；加 强生产过程中的质量控制，确保每个换热器的性能符合设计要求。
参考内容
随着汽车技术的不断发展，汽车空调系统的性能和效率也得到了极大的提升。 然而，传统的汽车空调系统存在着能效比不高、制冷效果不佳等问题。为了解决 这些问题，本次演示研究了一种采用微通道换热器的二氧化碳汽车空调系统，旨 在提高其冷却性能和能源利用效率。
四、性能测试
为了验证微通道换热器的性能，我们进行了一系列实验测试。首先，我们对 微通道换热器的温度分布进行了采集和分析，发现其温度分布均匀、冷却效果显 著。其次，我们对其湿度处理能力进行了测试，发现微通道换热器能够有效地降 低湿度，有利于提高制冷效果。最后，我们对微通道换热器的流量性能进行了测 试，发现其具有较好的流量调节能力，能够适应不同的环境温度和负荷条件。
换热器单元仿真实验报告 -回复
换热器单元仿真实验报告-回复环境与变量设置：在进行换热器单元仿真实验之前，我们首先需要确定实验的环境与变量设置。
换热器单元的实验需要在特定的条件下进行，以确保实验结果的准确性和可重复性。
因此，在进行实验之前，我们需要考虑以下环境和变量设置。
1. 实验环境：实验需要在恒定的温度和压力条件下进行。
为了达到这样的条件，我们可以使用一个恒温槽和一个压力控制系统来控制实验室的环境。
2. 输入和输出变量：换热器单元的实验中，我们需要控制和测量的输入和输出变量包括：- 热流量：这是换热器单元中传递的热能的量度，可以通过测量热源和热沟之间的温度差来计算。
- 温度差：换热器单元中热源和热沟之间的温度差是决定热传递效率的重要因素之一。
- 流量：热源和热沟之间的流体流动速率也会影响热传递效率。
3. 实验器材：在进行换热器单元实验时，我们需要准备以下器材：- 恒温槽：用于控制实验环境的温度。
- 压力控制系统：用于控制实验环境的压力。
- 热源和热沟：用于传递热能的介质。
- 流量计：用于测量热源和热沟之间的流体流量。
- 温度计：用于测量热源和热沟的温度。
实验步骤：一、实验的准备工作：1. 将恒温槽填充至所需的温度，并确保温度稳定。
2. 设置压力控制系统，将压力调节至所需的压力，并确保压力稳定。
3. 预热热源和热沟的介质，确保它们达到所需的工作温度。
二、测量和控制输入变量：1. 使用流量计测量热源和热沟之间的流体流量，并记录下来。
2. 使用温度计测量热源和热沟的温度，并计算温度差。
三、实验操作：1. 将热源和热沟的介质分别通过换热器单元。
2. 测量热源和热沟之间的温度差和流体流量，并记录下来。
3. 观察热源和热沟之间的热传递效果。
四、数据分析：1. 根据测量结果计算热流量。
2. 分析热源和热沟之间的温度差和流体流量之间的关系，以及热流量和热传递效果之间的关系。
3. 针对不同的实验条件进行比较和讨论。
五、结论和讨论：1. 根据实验结果，得出换热器单元在不同条件下的热传递效果。
[资料]仿真-热交换器
![[资料]仿真-热交换器](https://img.taocdn.com/s3/m/3a6f7711e97101f69e3143323968011ca300f710.png)
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/hFIC-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/hFIC-1<7000kg/h2、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。
换热器仿真教案
换热器仿真教案教案标题：换热器仿真教案教案概述：本教案旨在通过仿真实验的方式，帮助学生深入理解换热器的工作原理和基本概念。
通过使用仿真软件进行实验，学生将能够观察和分析不同换热器的性能特点，并探索不同参数对换热器效果的影响。
此外，学生还将学习如何设计和优化换热器系统，以满足特定的换热需求。
教学目标：1. 理解换热器的基本工作原理和概念。
2. 掌握换热器性能参数的计算方法。
3. 能够使用仿真软件进行换热器仿真实验。
4. 能够分析和解释不同参数对换热器性能的影响。
5. 能够设计和优化换热器系统，以满足特定的换热需求。
教学准备：1. 电脑和投影仪。
2. 换热器仿真软件（例如HTRI、AspenTech等）。
3. 实验数据和案例研究材料。
4. 换热器设计手册和相关教材。
教学步骤：引入（10分钟）：1. 引入换热器的概念和重要性，解释为什么需要进行换热器仿真实验。
2. 引发学生对换热器的兴趣，提出问题，例如：“你知道换热器在哪些领域中被广泛应用吗？”知识讲解（20分钟）：1. 介绍换热器的基本工作原理和分类。
2. 解释换热器性能参数的计算方法，例如传热系数、温差、热负荷等。
3. 讲解换热器的设计原则和常见的优化方法。
实验操作（30分钟）：1. 将学生分成小组，每个小组配备一台电脑，并安装好换热器仿真软件。
2. 指导学生打开仿真软件，介绍软件的基本操作和界面。
3. 提供一个换热器仿真实验案例，要求学生根据给定的参数进行仿真实验，并记录实验数据。
数据分析与讨论（20分钟）：1. 引导学生分析实验数据，观察和比较不同参数对换热器性能的影响。
2. 鼓励学生提出问题和解释观察到的现象。
3. 引导学生讨论如何根据实验数据优化换热器系统。
总结与展望（10分钟）：1. 总结本节课的重点内容和学习收获。
2. 展望下一节课的内容，例如介绍更复杂的换热器系统或其他相关主题。
教学延伸：1. 鼓励学生进行更多的换热器仿真实验，探索更多的参数和情景。
换热器简化模型仿真
本次汇报的主要内容为：根据一篇论文中换热器的物理简化模型，和已有的参数数据，对模型进行了重现（应用了欧拉迭代法）。
1.换热器模型简化12dTmc=dtQ Q - （1） 当管内、外介质温度不同时，管壁金属具有显著的蓄热性能。
式中m —单位长度管壁的金属质量；c —金属比热；1Q —管外放热介质对单位管长的管壁金属在单位时间内的放热量；2Q —管壁金属向管内介质在单位管长和单位时间内的放热量。
管内介质在单位管长和单位时间内的放热量可表示：2222222=k ()k ()Q d T T s T T π-=- （2） 式中2d —管子内径；2s —单位长度管子的内表面积；2T T 和—分别表示金属和管内介质的温度；2k —放热系数，可表示为n 0.8222k =K D K D ≈（3），式中2K 是常数，D 是管内介质的流量。
管外介质在单位管长和单位时间内的放热量可表示：11d 1=f Q Q Q + （4） 式中1d Q —介质向单位管长管壁的对流放热量；1f Q —介质向单位管长管壁的辐射放热量。
且有1d 1d 1y 1d 1y =k ()k s ()Q d T T T T π-=- （5） 1f 1f 1y 1f 1y =k ()k s ()Q d T T T T π-=- （6） 式中1d k 、1f k —分别为对流和辐射放热系数；y T —管外介质温度；1d —管子外径；1s —单位长度管子外表面积。
把方程（2）-（6）代入方程（1）中得： 1d 1y 1f 1y 222dTmc=k s ()k s ()k ()dtT T T T s T T -+--- （7） 令A=mc ，13y T T T ==，11d 1k s B =，222k s B =，31f 1k s B =（7）式可以简化为：3i i=1dT A =()dt i B T T -∑ （8）令c 3i=11A==piT B ∑（时间常数）,3i i=1q=i B T A ∑，（8）式最后简化为关于管壁温度T的微分方程（T 0为初值）：dTq dtpT += （9） （9）式存在解析解： -pt 0q 1-e p pT =（q-T p ） (10) 解析解中有指数的形式，占用机时较多。
换热器实操实训报告表
换热器实操实训报告表一、实训目的本次实训旨在通过操作换热器，掌握换热原理、操作方法和注意事项，提高学生的换热器实际操作能力。
二、实训设备和工具准备1. 实训设备：换热器、供热流体、供冷流体、温度计等。
2. 实训工具：扳手、泵、压力表、温度计、计时器等。
3. 实训材料：实训操作手册、实训安全须知等。
三、实训内容和步骤1. 换热器基本原理的讲解- 分析换热器的作用和重要性。
- 简述换热器的工作原理，包括传热方式和设备的结构组成。
2. 实训前准备- 确认实训设备的正常状态。
- 根据实训要求，准备好供热流体和供冷流体。
3. 换热器的安装与连接- 根据设备安装手册，将换热器正确固定在设定位置。
- 使用泵将供热流体和供冷流体分别连接到换热器的进出口。
4. 换热器的操作步骤- 开始前，检查流体的温度、压力和流量等参数是否满足要求。
- 打开流体泵，使流体在热交换器内流动。
- 记录下流体的出口温度和流量等参数。
- 运行一定时间后，记录下流体的进口温度和压力等参数。
- 根据实验需求，调整流体的温度、压力和流量等参数，并记录下实验数据。
5. 实训结果分析- 对实验数据进行整理和分析。
- 比较不同操作条件下的换热效果，寻找最佳操作参数。
四、注意事项1. 实训过程中要遵循实训安全须知，确保操作安全。
2. 在操作换热器时，必须穿戴符合要求的个人防护装备。
3. 操作前需检查设备和工具的完好性，如发现问题应及时报告维修。
4. 操作结束后，及时清理实训现场，归还工具，并检查设备是否关闭。
五、实训心得体会通过这次实操实训，我更加深入地了解了换热器的工作原理和操作方法。
通过实际操作，我对换热器的组成和调节有了更直观的认识，提高了换热器的实际操作能力。
在实操中，我也意识到了操作过程中的安全注意事项的重要性，要时刻保持警惕，确保操作的安全性。
通过分析实验数据和比较结果，我对不同操作条件下的换热效果有了更深入的理解，为今后的实际工作奠定了基础。
基于Python的换热器温度控制仿真研究
基于Python的换热器温度控制仿真研究
研究背景
换热器是常用的工业设备，在许多工业领域得到广泛应用。
而
温度控制作为换热器中一个重要的环节，对于保证设备正常运行和
提高换热器的效率非常关键。
因此，本研究旨在基于Python语言，实现对换热器温度控制仿真的研究。
研究方法
本研究首先将换热器模型化，通过建立数学模型和物理模型相
结合的方式，获取系统模型。
然后，采用Python语言编写程序，
对系统模型进行仿真分析，获得温度控制数据。
最后，通过对仿真
结果进行分析，得出常见温度控制方法的优缺点和适用范围。
研究结果
通过仿真实验，研究者发现，PID控制方法在常见温度控制方
法中效果较好，但在系统参数变化较快时，效果会有所下降。
另外，研究者还对现有的温度控制方法进行改进，提出了基于神经网络的
温度控制方法，能够通过研究现有系统的行为，较好地适应系统参
数变化。
结论
本研究通过基于Python语言的仿真分析，探究了换热器温度控制方法。
研究者发现，PID控制方法在常见情况下效果较好，但应注意系统的参数变化。
同时，提出的基于神经网络的温度控制方法具有较好的适应性和鲁棒性，可以在实践应用中有一定的推广价值。
换热器仿真实习报告
一、实习目的本次换热器仿真实习旨在通过虚拟仿真软件，模拟换热器在实际工况下的运行过程，加深对换热器原理、结构、操作等方面的理解，提高实际操作能力。
通过本次实习，使学生掌握以下内容：1. 了解换热器的基本原理和结构；2. 掌握换热器的工作过程及影响因素；3. 熟悉换热器的操作方法及注意事项；4. 培养实际操作能力和安全意识。
二、实习内容1. 换热器基本原理及结构（1）换热器原理：换热器是利用热传递原理，将热量从一种流体传递到另一种流体，使两种流体达到热平衡的设备。
换热器主要有间壁式、混合式和蓄热式三种类型。
（2）换热器结构：换热器主要由壳体、管束、管板、封头、进出口接管等部件组成。
其中，管束是换热器的核心部分，负责热量的传递。
2. 换热器操作及影响因素（1）操作方法：换热器的操作主要包括启动、运行、停止和故障处理等。
① 启动：先开启冷却水系统，确保冷却水温度适宜；然后开启热流体入口阀，逐渐增加流量；最后开启冷流体出口阀，使换热器达到预定的工作温度。
② 运行：在运行过程中，应密切观察换热器的运行参数，如进出口温度、压力、流量等，确保其在安全范围内。
③ 停止：关闭冷流体出口阀，逐渐减少热流体流量，使换热器降至室温；最后关闭冷却水系统。
④ 故障处理：当发现换热器异常时，应立即停机检查，排除故障。
（2）影响因素：换热器的运行效果受到多种因素的影响，主要包括：① 热流体和冷流体的温度差：温度差越大，传热效果越好。
② 流体流速：流速越高，对流传热系数越大，传热效果越好。
③ 换热面积：换热面积越大，传热效果越好。
④ 换热器材质：材质的导热系数越高，传热效果越好。
3. 换热器仿真实习（1）仿真软件介绍：本次实习采用北京欧倍尔换热器单元3D虚拟仿真软件，该软件可模拟真实工段，实现换热器一比一建模。
（2）仿真操作：通过软件，学生可进行以下操作：① 观察换热器内部结构，了解其组成及工作原理；② 模拟换热器启动、运行、停止等过程，观察运行参数的变化；③ 调整换热器操作参数，如温度、流量等，观察其对传热效果的影响；④ 分析换热器故障原因，并提出解决方案。
换热器仿真实习单元
仿真实习单元：列管换热器2.操作部分（1）开车与停车过程（1.1）冷态开车具体步骤装置的开工状态为换热器处于常温常压下，各调节阀处于手动关闭状态，各手操阀处于关闭状态，可以直接进冷物流。
1.1启动冷物流进料泵P101A{(1)确认事项：* 换热器壳程排气阀VD03处于开状态* P101A泵的前阀VB01处于开状态(2)启动泵P101A* 启动泵P101A。
(3)当进料压力指示表PI101指示达4.5atm以上,打开P101A泵的出口阀（VB03）} 1.2冷物流E101进料{(1)打开FIC101的前后阀VB04，VB05;(2)E101壳程排气* 手动逐渐开大调节阀FV101;* 观察壳程排气阀VD03的出口,当有液体溢出时,标志着壳程已无不凝性气体，关闭壳程排气阀VD03,壳程排气完毕。
(3)冷物流流量调节* 打开冷物流出口阀（VD04），将其开度置为50%;* 手动调节FV101，使FIC101其达到12000kg/h，且较稳定时FIC101设定12000kg/h, 投自动。
}1.3启动热物流入口泵P102A{(1)确认事项：* 管程放空阀VD06处于开状态* P102A泵的前阀VB11处于开状态(2)启动P102A泵*调动泵P102A(3)当热物流进料压力表PI102指示大于5atm时,打开P102泵的出口阀（VB10）}1.4热物流进料{(1)确认事项：* TV101A的前后阀(VB06,VB07)处于开状态* TV101B的前后阀(VB08,VB09)处于开状态(2)E101管程排气* 手动逐渐打开调节阀TV101A给E101管程注液;* 观察E101管程排汽阀(VD06)的出口,当有液体溢出时，标志着管程已无不凝性气体, 此时关管程排气阀（VD06），E101管程排气完毕.(3)热物流温度调节* 打开E101热物流出口阀（VD07），将其开度置为50%;* 手动调节管程温度控制阀TIC101，使其出口温度在177±2℃，且较稳定,TIC101设定在177℃,投自动。
换热器的热力模型及举例仿真
换热器的热力模型及举例仿真在换热器的热力模型中，我们可以将换热器的流程分解为以下几个基本过程：热量传递、流体流动和物质交换。
这些过程通常由换热器的结构和操作条件（如温度、压力、流速等）所决定。
下面我们将以一个简单的换热器模型为例，进行仿真分析。
假设我们有一个水平放置的固定管程式换热器，其中冷流体从下往上流动，热流体从上往下流动。
冷流体作为传热面，而热流体则为传质面。
该换热器的结构参数包括管子直径、管间距、流体的流速等。
在模型建立方面，我们首先需要定义各个物理量的数学表达式，包括流体温度、流体压力、传热量、传热系数等。
这些量的表达式通常基于物性方程、流体流动方程、传热传质方程以及边界条件。
我们还需要选择合适的数学模型来描述这些过程，例如热量传导模型、流体流动模型等。
接下来，我们需要设置仿真参数，包括仿真时间、仿真步长、初始条件等。
然后，我们可以通过数值求解这些数学方程来得到仿真结果。
在求解过程中，我们需要考虑数值稳定性、数值误差等问题。
举例来说，我们可以设定冷流体的初始温度为50℃，初始压力为1bar。
热流体的初始温度为80℃，初始压力也为1bar。
冷流体的入口温度和出口温度分别为30℃和60℃，热流体的出口温度为40℃。
通过这些参数，我们可以进行仿真计算，得到在不同时间步长下的流体温度、压力、传热量等随时间的变化情况。
通过仿真结果，我们可以评估换热器的性能，包括传热效率和传质效率。
如果仿真结果与实验结果存在较大差异，我们可以调整模型参数或结构参数，重新进行仿真计算，直到得到满意的结果为止。
总之，换热器的热力模型和仿真分析可以帮助我们更好地理解换热器的性能和操作条件，为优化换热器的设计和运行提供有力支持。
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。
换热器单元仿真实验报告
换热器单元仿真实验报告换热器是一种常见的装置，用于进行热量传递，广泛应用于工业生产和日常生活中。
为了更好地理解和优化换热器的性能，进行仿真实验成为一种常见的研究方法。
本文将围绕换热器单元仿真实验展开讨论，从实验设计到结果分析逐步进行说明，希望读者能够对该实验有个全面的了解。
实验设计换热器单元仿真实验的目的是模拟和研究换热器在实际工作条件下的性能表现。
在进行实验前，我们需要对实验进行详细的设计和计划。
主要包括以下几个方面：1. 实验目标：明确实验目的，确定所要探究的问题，例如换热器的传热效率与参数之间的关系。
2. 实验装置：选择适当的软件或者数学模型来模拟换热器的工作过程。
常见的仿真软件包括ANSYS Fluent、COMSOL Multiphysics等。
3. 实验参数：确定实验的输入和输出参数，包括流体的流速、温度、换热面积等。
这些参数将对换热器的性能进行评估和优化。
4. 实验条件：建立合适的实验条件，包括边界条件、材料特性等。
这些条件将与实际状况相匹配，以更好地模拟换热器的工作环境。
实验过程进行实验前，我们需要准备所需的数据和软件环境。
接下来，根据实验设计，按照以下步骤进行实验：1. 建立几何模型：使用仿真软件建立换热器的几何模型。
可以根据实际情况导入CAD文件，或者手动绘制模型。
确保模型的准确性和完整性。
2. 制定网格：根据所建立的几何模型，生成适当的网格。
网格的划分对后续的计算和结果准确性有重要影响，应注意保持网格的均匀性和精细性。
3. 设置边界条件：根据实验设定的边界条件，设置相应的边界条件。
这些条件包括流体的进出口温度、压力以及换热表面的温度。
4. 进行数值计算：根据设定的流体流动和传热模型，进行数值计算。
采用适当的数值方法和算法，求解流体的流速、温度分布以及表面的热通量。
5. 获取结果：计算完成后，从仿真软件中获取结果。
常见的结果包括换热系数、传热率以及温度分布等，这些结果将作为实验的评估指标。
4化工仿真DCS换热器单元仿真操作
100.0%
第TTVV1011三0B1B节
位 阀
0.0% 0.0%
TTVV1011A01A 调节器输出
换热器仿真
进换热器
100%
不进换热器
复杂控制：热物流的出口温度控制
第三节 换热器仿真
二、换热器冷态开车仿真操作
1.工艺流程 2.本单元复杂控制说明 3. 冷态开车步骤
P101A泵坏（冷料泵）
P101泵出口压力急骤下降 FIC101流量急骤减小。 冷出口温度↑，汽化率↑
P102A
P102泵出口压力急骤下降。 冷出口温度↓，汽化率↓
TV101A阀卡
热物流经换热后的温度降低 冷物流出口温度降低。
部分管堵
热物流流量↓ 冷出口温度↓，汽化率↓
换热器结垢严重
热物流P102泵出口压略↑ 热物流出口温度高
步骤一：启动冷物流进料泵P101A 阶段一：冷料进料
步骤二：冷物流E10启动热物流入口泵P102A 步骤二：热物流进料
第三节 换热器仿真
三、换热器的故障判断
换热器的故障处理
换热器常见故障及其现象
故障类型
主要现象
FIC101阀卡（冷进料阀）
FIC101流量↓ P101泵出口压力↑ 冷物流出口温度↑
化工仿真DCS操作
换热器仿真单元操作
换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量 传递给冷流体的设备
第三节 换热器仿真
套管换热器
蛇管换热器
第三节 换热器仿真
板式换热器
套管换热器
第三节 换热器仿真
一、换热器的工业用途
1.处理工艺介质以达到规定温度 2.生产过程中加热或降温 3.工艺过程中改变相态：如工厂中的锅炉房 4.回收热量
基于OpenFOAM的换热器温度控制仿真研究
基于OpenFOAM的换热器温度控制仿真
研究
简介
本文档旨在探讨基于OpenFOAM的换热器温度控制仿真研究。
我们将介绍仿真的目的、方法和结果，以及讨论对于温度控制的潜
在影响。
仿真目的
本研究旨在通过OpenFOAM软件进行换热器温度控制仿真，
以优化换热器的性能和效率。
通过仿真，我们将探索不同控制策略
对换热器温度的影响，从而提出改进控制策略的建议。
仿真方法
我们将使用OpenFOAM软件进行换热器仿真。
首先，我们将
建立换热器的几何模型，并定义初始和边界条件。
然后，我们将运
行仿真模拟不同的控制策略，并记录温度随时间的变化。
仿真结果
根据仿真的结果，我们将分析不同的控制策略对换热器温度的影响。
我们将评估不同策略的性能和效率，并比较它们的优缺点。
通过对结果的分析，我们将提出改进控制策略的建议。
结论
基于OpenFOAM的换热器温度控制仿真研究旨在优化换热器的性能和效率。
通过仿真和分析不同的控制策略，我们可以得出改进控制策略的建议，从而实现更好的换热器温度控制。
请注意，本文档为简要介绍，具体的研究细节和结果将在之后的研究报告中详细展示。
谢谢阅读本文档。
---
注：本文所述内容不能得到确认，仅供参考，且不涉及法律问题与复杂情况。
,列管式换热器的仿真实训
20１5年５月13日
表1 列管换热器仿真完成情况考核评分表
项目号__＿_＿_____ 班组号＿_１__＿＿＿ 姓名_潘南南 ＿________＿
序号
考核内容
评分标准
权重
9０－100
８0－89
70-７9
６0-69
《59
单项成绩
1
态度
5%
出勤;积极组织并参与，遵守纪律
出勤;积极参与,遵守纪律
出勤;参与，不遵守纪律
河南工 业职业技术学院
实训报告
科目:化工生产仿真实训
实验室名称：化工仿真实训室日期:２0１5-05-13
班级:1姓名：学号:0天气:晴
组别:一同组姓名：温度：20
实验名称：列管式换热器的仿真实训
实验目的：
(1)熟悉装置的流程，熟悉实训装置中各种仪表、阀门、动静设备的型号、规格。
（2）掌握有关列管换热器和U型管换热器的操作原理与操作要点。
２０%
动手能力强，能及时发现事故及异常现象,并运用所学知识处理得当
动手能力较强，能及时发现事故及异常现象,基本能运用所学知识处理问题
动手能力欠缺，
知识运用能力及事故发现、处理能力差
未能及时发现异常事故与现象
遇到事故完全不知所措,手忙脚乱,完全不能运用所学知识解决问题
7
安全、环保、清洁意识，团队合作
１0%
２.半开热风机旁路阀Ｖ15，开热风泵开关,开热风进口阀Ｖ18,Ｖ20，调节Ｖ15，使进入换热器风量为20m３/h。开风机加热器热源。
停机操作：
1.管风加热器热源开关,开大热风机旁路阀V15,调小流量,关热风泵。
２.关水冷却器Ｖ13,关冷水V0,V０’,开大冷风机旁路阀Ｖ14,调小流量，关冷风泵。
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换热器单元仿真训
化工二班、
1、工艺说明
本单元设计采用管壳式换热器。
来自界外的92℃冷物流（沸点:198.25℃）由泵P101A/B送至换热器E101的壳程被流经管程的热物流加热至145℃,并有20%被汽化。
冷物流流量由流量控制器FIC101控制,正常流量为12000kg/h。
来自另一设备的225℃热物流经泵P102A/B送至换热器E101与注经壳程的冷物流进行热交换,热物流出口温度由TIC101控制(177℃)。
2 、设备名称预览
P101A/B：冷物流进料泵
P102A/B：热物流进料泵
E101：列管式换热器
3、开车操作流程
3.1 启动冷流进料泵P101A
(1)开换热器壳程排气阀VD03。
(2)开P101A泵的前阀VB01。
(3)启动泵P101A。
(4)当进料压力指示表PI101指示达9.0atm以上,打开P101A泵的出口阀VB03。
3.2 冷物流E101进料
(1)打开FIC101的前后阀VB04，VB05,手动逐渐开大调节阀FV101(FIC101)。
(2)观察壳程排气阀VD03的出口,当有液体溢出时（VD03旁边标志变绿）,标志着壳
程已无不凝性气体，关闭壳程排气阀VD03,壳程排气完毕。
(3) 打开冷物流出口阀（VD04），将其开度置为50%，手动调节FV101，使FIC101
其达到12000kg/h，且较稳定时FIC101设定为12000kg/h,投自动。
3.3 启动热物流入口泵P102A
(1)开管程放空阀VD06。
(2)开P102A泵的前阀VB11。
(3)启动P102A泵。
(4)当热物流进料压力表PI102指示大于10atm时,全开P102泵的出口阀VB10。
3.4 热物流进料
(1)全开TV101A的前后阀VB06,VB07，TV101B的前后阀VB08,VB09。
(2)打开调节阀TV101A（默认即开）给E101管程注液，观察E101管程排汽阀VD06
的出口,当有液体溢出时(VD06旁边标志变绿)，标志着管程已无不凝性气体,此时关管程排气阀VD06，E101管程排气完毕。
(3)打开E101热物流出口阀（VD07），将其开度置为50%，手动调节管程温度控制
阀TIC101，使其出口温度在177±2℃，且较稳定,TIC101设定在177℃,投自动。
4、正常工作操作参数
(1)冷物流流量为12000kg/h，出口温度为145℃，气化率20%。
(2)热物流流量为10000kg/h，出口温度为177℃。
5、停车操作流程
5.1 停热物流进料泵P102A
(1)关闭P102泵的出口阀VB01。
(2)停P102A泵。
(3)待PI102指示小于0.1atm时，关闭P102泵入口阀VB11。
5.2 停热物流进料
(1)TIC101置手动。
(2)关闭TV101A的前、后阀VB06、VB07。
(3)关闭TV101B的前、后阀VB08、VB09。
(4)关闭E101热物流出口阀VD07。
5.3 停冷物流进料泵P101A
(1)关闭P101泵的出口阀VB03。
(2)停P101A泵。
(3)待PI101指示小于0.1atm时，关闭P101泵入口阀VB01。
5.4 停冷物流进料
(1)FIC101置手动。
(2)关闭FIC101的前、后阀VB04、VB05。
(3)关闭E101冷物流出口阀VD04。
5.5 E101管程泄液
打开管程泄液阀VD05,观察管程泄液阀VD05的出口,当不再有液体泄出时，关闭泄液阀VD05。
5.6 E101壳程泄液
打开壳程泄液阀VD02,观察壳程泄液阀VD02的出口,当不再有液体泄出时，关闭泄液阀VD02。
6、事故注意事项
(1)、FIC101阀卡
(2)、P101A泵坏
(3)、P102A泵坏
(4)、TV101A阀卡
(5)、部分管堵
(6)、换热器结垢严重。