aspen换热器的模拟计算

实际尺寸 Actual 内径 Inner diameter 外径 Outer diameter 厚度 Tube thickness
三选二
公称尺寸 Nominal 直径 Diameter BWG规格
Birmingham wire gauge
列管排列模式
管翅结构
对于翅片管，还需从管翅(Tube fins)表单中输入以下参数：
管嘴
管嘴即换热器的物料进出接口，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
ASPEN PLUS 与化工过程模 拟
第6讲 换热器的模拟计算
1.1模块类型
一、换热器模块
模型 Heater
说明 加热器或冷却器
HeatX
两股物流的换热器
MHeatX
多股物流的换热器
Hetran Aerotran
管壳式换热器 空冷换热器
目的
用于
确定出口物流的热和相态条件 加热器、冷却器、冷凝器等
折流挡板的几何尺寸
壳侧膜系数和压降计算需要壳体内挡板的几何尺寸。
对于弓形折流挡板，需要的信息包括： 折流挡板切口高度 折流挡板间距 折流挡板面积
对于圆盘形折流挡板需要的信息包括： 环形直径 支承盘的几何尺寸
折流挡板的几何结构
Baffle Cut 折流挡板的切口高度
Tube Hole 管孔
SRhoedllDitaomeBtaefrfle Clearance 圆盘直径 Ri壳ng层O到uts折id流e D挡ia板m的et环er 形面积 环外径 Ring Inside Diameter 环内径
规定动力学模拟的参数。
2）计算类型
1.3换热器结构参数说明
壳程类型
TEMA shell type
管程数
No. of tube passes
换热器方位 Exchanger orientation
密封条数
Number of sealing Βιβλιοθήκη Baidutrip pairs
管程流向
Direction of tubeside flow
热负荷，加热温度
练习1：将5t常温常压下苯（44%wt）、甲苯混合液加热到露点, 采用3bar蒸汽，需要多少kg蒸汽？ （不一定什么都需要Aspen来干）
1.2.2物流换热器（HeatX）
特点：实现流程中两物流换热，需知道结构，不建议用在过程模拟中
1）输入规定
窗口名称
Setup
作用 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。
Hot-Hcurves Cold-Hcurves Block Options Results Detailed Results Dynamic
规定热流的加热或冷却曲线表和浏览结果表 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。
1.2模块应用说明 1.2.1加热器（heater） 特点：流程模拟中应用，与结构无关，主要精力放在工艺上
演示1：将5t常温常压下苯（44%wt）、甲苯混合液加热到泡点，求热负荷，泡点温度 演示2：采用2t 100C热水，将5t常温常压下苯（44%wt）、甲苯混合液加热，热水出口温度50C，求
在两个物流之间换热
两股物流的换热器。当知道几 何尺寸时，核算管壳式换热器
在多股物流之间换热
多股热流和冷流换热器，两股 物流的换热器，LNG换热器
提供B-JAC Hetran管壳式换 热器程序界面
管壳式换热器，包括釜式再沸 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
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。
Geometry User Subroutines
规定壳程和管程的结构，并指明任何翅片管、折流挡板或管嘴。 规定用户定义的Fortran子程序的参数来计算整个的传热系数、LMTD校正因子、管壁液体滞留量或管壁压降。
翅片高度 Fin height 翅片高度 / 翅片根部平均直径 Fin height /Fin root mean diameter 翅片间距 Fin spacing: 每单位长度的翅片数 / 翅片厚度 Number of fins per unit length /Fin thickness
挡板结构
管子的几何尺寸
计算管侧膜系数和压降需要管束的几何尺寸。 对裸管换热器或低翅片管换热器
管子总数 Total number 管子长度 Length 管子直径 Diameter 管子的排列 Pattern 管子的材质 Material
管程参数
管程参数还有管尺寸(Tube size)，可用两种方式 输入：
壳内径
Inside shell diameter
壳/管束间隙 Shell to bundle clearance
壳体类型
壳体尺寸
两个重要的壳体尺寸：
壳体内径 壳体到管束的最大直径的环形面积
Outer Tube Limit 管束外层的最大直径
Shell Diameter 壳体直径
Shell to Bundle Clearance 壳层到管束的环形面积
有两种挡板结构可供选用： 1、圆缺挡板 Segmental baffle 2、棍式挡板 Rod baffle
从挡板(Baffles)表单中进行选择并输入有关参数。
圆缺挡板
圆缺挡板需输入以下参数： 所有壳程中的挡板总数 No. of baffles, all passes 挡板切割分率 Baffle cut (fraction of shell diameter) 管板到第一挡板的间距 Tubesheet to 1st baffle spacing 挡板间距 Baffle to baffle spacing 壳壁/挡板间隙 Shell-baffle clearance 管壁/挡板间隙 Tube-baffle clearance