换热器设计
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HeatX—流动方式
流动方式设定包括： 1、热流体(Hot fluid)流动空间： 壳程 (Shell) /管程 (Tube) 2、流动方向(Flow direction)： 逆流 (Countercurrent) 并流 (Co-current) 多管程流动 (Multiple passes)
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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。 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。
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Heater 模型
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，不涉及阻力） 4. 泵（仅改变压力，不涉及功率） 5. 压缩机（仅改变压力，不涉及功率）
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Heater —— 连接
Heater 模型的连接图如下：
第 8ห้องสมุดไป่ตู้页
HeatX—— 连接 HeatX 模型的连接图如下：
第 9 页
HeatX—模型设定
HeatX 的设定从规定(Specification) 表单着手，有三组设定参数： 1. 计算类型 Calculation 2. 流动方式 Flow arrangement 3. 换热器设定 Exchanger specification
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：
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HeatX—流动方式 1、逆流 Countercurrent
2、并流 Cocurrent
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HeatX — 换热器设定
共 有 13 个 选 项
1. 热物流出口温度 (Hot stream outlet temperature) 2. 热物流出口温降 (Hot stream outlet temperature decrease) 3. 热物流出口温差 (Hot stream outlet temperature approach) 4. 热物流出口过冷度 (Hot stream outlet degrees subcooling) 5. 热物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)
ASPEN PLUS的换热器模型
Heater—加热器或冷却器，可执行简单的能量守恒计算，仅 需要一个过程流股 HeatX—两股物流的换热器，在严格计算时使用，可以计算能 量守恒、压降、换热器面积等。需要两个流股(冷、热流体)。 MheatX—多股物流的换热器 Hetran—管壳式换热器，使用B-JAC Hetran换热器程序的换热 器算法，如果没有B-JAC程序，就不能使用该模块。 Aerotran—空冷换热器，使用B-JAC程序的另一模块 HXFlux—热通量换热器，用于计算采用对流传热的热接收器 与热源之间的热传递。 HTRIXIST—ASPEN与HTRI的接口。
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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
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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）
第五章 换热器的设计与模拟
化工过程分析与合成
基于ASPEN PLUS的应用
万 辉
第五章
模型 Heater HeatX 说明 加热器或冷却器
换热器的设计与模拟
目的 确定出口物流的热和 相态条件 在两个物流之间换热 用于 加热器、冷却器、冷凝 器等 两股物流的换热器。当 知道几何尺寸时，核算 管壳式换热器 多股热流和冷流换热器， 两股物流的换热器， LNG换热器
5.1 ASPEN PLUS的换热器模型
两股物流的换热器
MHeatX Hetran Aerotran
多股物流的换热器
在多股物流之间换热
管壳式换热器 空冷换热器
提供B-JAC Hetran管壳 管壳式换热器，包括釜 式换热器程序界面 式再沸器 提供B-JAC Aerotran空 冷换热器程序界面 错流式换热器包括空气 冷却器 第 2 页
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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
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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)
HeatX—流动方式
流动方式设定包括： 1、热流体(Hot fluid)流动空间： 壳程 (Shell) /管程 (Tube) 2、流动方向(Flow direction)： 逆流 (Countercurrent) 并流 (Co-current) 多管程流动 (Multiple passes)
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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。 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。
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Heater 模型
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，不涉及阻力） 4. 泵（仅改变压力，不涉及功率） 5. 压缩机（仅改变压力，不涉及功率）
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Heater —— 连接
Heater 模型的连接图如下：
第 8ห้องสมุดไป่ตู้页
HeatX—— 连接 HeatX 模型的连接图如下：
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HeatX—模型设定
HeatX 的设定从规定(Specification) 表单着手，有三组设定参数： 1. 计算类型 Calculation 2. 流动方式 Flow arrangement 3. 换热器设定 Exchanger specification
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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：
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HeatX—流动方式 1、逆流 Countercurrent
2、并流 Cocurrent
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HeatX — 换热器设定
共 有 13 个 选 项
1. 热物流出口温度 (Hot stream outlet temperature) 2. 热物流出口温降 (Hot stream outlet temperature decrease) 3. 热物流出口温差 (Hot stream outlet temperature approach) 4. 热物流出口过冷度 (Hot stream outlet degrees subcooling) 5. 热物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)
ASPEN PLUS的换热器模型
Heater—加热器或冷却器，可执行简单的能量守恒计算，仅 需要一个过程流股 HeatX—两股物流的换热器，在严格计算时使用，可以计算能 量守恒、压降、换热器面积等。需要两个流股(冷、热流体)。 MheatX—多股物流的换热器 Hetran—管壳式换热器，使用B-JAC Hetran换热器程序的换热 器算法，如果没有B-JAC程序，就不能使用该模块。 Aerotran—空冷换热器，使用B-JAC程序的另一模块 HXFlux—热通量换热器，用于计算采用对流传热的热接收器 与热源之间的热传递。 HTRIXIST—ASPEN与HTRI的接口。
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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
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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）
第五章 换热器的设计与模拟
化工过程分析与合成
基于ASPEN PLUS的应用
万 辉
第五章
模型 Heater HeatX 说明 加热器或冷却器
换热器的设计与模拟
目的 确定出口物流的热和 相态条件 在两个物流之间换热 用于 加热器、冷却器、冷凝 器等 两股物流的换热器。当 知道几何尺寸时，核算 管壳式换热器 多股热流和冷流换热器， 两股物流的换热器， LNG换热器
5.1 ASPEN PLUS的换热器模型
两股物流的换热器
MHeatX Hetran Aerotran
多股物流的换热器
在多股物流之间换热
管壳式换热器 空冷换热器
提供B-JAC Hetran管壳 管壳式换热器，包括釜 式换热器程序界面 式再沸器 提供B-JAC Aerotran空 冷换热器程序界面 错流式换热器包括空气 冷却器 第 2 页
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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
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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)