ASPEN压力改变模块.ppt

ASPENPLUS压力改变模块的模拟 2 流体输送模型 PressureChangers 的分类 泵Pump压缩机Compr多级压缩机MCompr阀门Valve管道Pipe管线Pipeline 3 Pump泵模型 1 泵 Pump 2 水轮机 HydraulicTurbine Pump模型用于模拟泵和水轮机两种单元设备 4 Pump 模型参数 Pump模型有五种工作方式 指定模型参数计算结果参数 排出压力所需 产 功率压力增量所需 产 功率压力比率所需 产 功率所需 产 功率排出压力特性曲线所需 产 功率 5 最简单的用法是指定出口压力 Dischargepressure 并给定泵的水力学效率 PumpEfficiency 和驱动机效率 DriverEfficiency 计算得到出口流体状态和所需的轴功率和驱动机电功率 6 Pump 特性曲线 标准的设计方法是使用泵特性曲线 Performancecurve 特性曲线有三种输入方式 列表数据TabularData多项式Polynomials用户子程序UserSubroutines 列表数据是最常用的输入方式 7 Pump 特性曲线 8 Pump 特性曲线 然后选择特性曲线的数目 有三个选项 1 操作转速下的单根曲线Singlecueveatoperatingspeed 2 参考转速下的单根曲线Singlecurveatreferencespeed 3 不同转速下的多条曲线Mutiplecurvesatdifferentspeeds 9 在CurveData表单中输入具体数据 1 特性曲线变量的单位Unitsofcurvevariables 2 每根曲线特性数据表如Headvs flowtables 3 每根曲线的对应转速Curvespeeds 10 Pump 特性曲线 在Efficiencies表单输入效率数据 11 Pump 特性曲线 当泵的操作转速与特性曲线的转速不同时 还要输入操作转速数据 12 Pump Q NPSHR表 设计泵的安装位置时 应核算 允许汽蚀余量 NPSHRNetPositiveSuctionHeadRequired 其中 Hs为允许吸上真空度 13 在NPSHR表单中输入NPSHR数据 14 Pump NPSHA 根据安装和流动情况可以算出泵进口处的 有效汽蚀余量 NPSHANetPositiveSuctionHeadAvailable在实际使用条件下 选择的泵应该满足 15 从数据浏览器的Pump对象下选择Results查看结果 16 Pump 示例1 一水泵将压强为1 5bar的水加压到6bar 水的温度为25 C 流量为100m3 h 泵的效率为0 68 驱动电机的效率为0 95 求 泵提供给流体的功率 泵所需要的轴功率 以及电机消耗的电功率各是多少 17 Pump 示例2 一离心泵输送流量为100m3 hr的水 水的压强为1 5bar 温度为25 C 操作转速下泵的特性曲线如下 流量 m3 hr 70 090 0109 0120 0扬程 m 59 054 247 843 0效率 64 569 069 066 0求 泵的出口压力 提供给流体的功率 泵所需要的轴功率各是多少 18 Compr压缩机模型 多变离心压缩机 PolytropicCentrifugalCompressor 多变正排量压缩机 PolytropicPositiveDisplacementCompressor 等熵压缩机 IsentropicCompressor 等熵汽轮机 IsentropicTurbine Compr模型用于模拟四种单元设备 19 Compr 计算模型 Compr模块提供八种计算模型 标准等熵模型IsentropicASME等熵模型IsentropicusingASMEmethodGPSA等熵模型IsentropicusingGPSAmethodASME多变模型PolytropicusingASMEmethodGPSA多变模型PolytropicusingGPSAmethod分片积分多变模型Polytropicusingpiecewiseintegration正排量模型Positivedisplacement分片积分正排量模型Positivedisplacementusingpiecewiseintegration 20 Compr 计算模型 21 Compr 模型参数 Compr模型有五种工作方式 指定模型参数计算结果参数 排出压力所需 产 功率压力增量所需 产 功率压力比率所需 产 功率所需功率排出压力特性曲线所需 产 功率 22 Compr 模型参数 23 1 等熵效率IsentropicEfficiency对于压缩机对于汽轮机 Compr 效率 Compr模型有三种效率 24 Compr 效率 2 多变效率PolytropicEfficiency 25 3 机械效率MechanicalEfficiency压缩机汽轮机 Compr 效率 26 Compr 特性曲线 压缩机也用特性曲线表征其工作性能 特性曲线有四种输入方式 列表数据TabularData多项式Polynomials扩展多项式ExtendedPolynomials用户子程序UserSubroutines 列表数据是常用的输入方式 27 Compr 结果查看 从数据浏览器的Compr对象下选择Results查看结果 28 Compr 示例3 一压缩机将压强为1 1bar的空气加压到3 3bar 空气的温度为25 C 流量为1000m3 h 压缩机的多变效率为0 71 驱动机构的机械效率为0 97 求 压缩机所需要的轴功率 驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少 29 Compr 示例4 一汽轮机用压强为35bar 温度为435 C的过热水蒸汽为工作介质 汽轮机的背压为10bar 蒸汽的流量为10000kg h 汽轮机的等熵效率为0 8 驱动机构的机械效率为0 98 求 汽轮机所提供的机械功率以及蒸汽的出口温度和体积流量各是多少 30 MCompr多级压缩机模型 多级多变压缩机 Multi stagePolytropicCompressor 多级正排量压缩机 Multi stagePositiveDisplacementCompressor 多级等熵压缩机 Multi stageIsentropicCompressor MCompr模型用于模拟三种单元设备 31 MCompr的模型参数有级数 Numberofstages 指定压缩机的级数 压缩机模型 Compressormodel 有六种计算模型供选用 设定方式 Specificationtype 指定压缩机的工作方式 32 设定方式与Compr模块有所不同 指定末级排出压力 Fixdischargepressurefromlaststage 指定每级排出条件 Fixdischargeconditionsfromeachstage 用特性曲线确定排出条件 Useperformancecurvestodeterminedischargeconditions 33 MCompr 特性曲线 多级压缩机特性曲线有三种输入方式 列表数据TabularData多项式Polynomials用户子程序UserSubroutines 34 MCompr 特性曲线 可以提供多张特性曲线表 Maps 每张表又可以有多条特性曲线 多级压缩机的每一级可以有多个叶轮 wheels 可以为每个叶轮选用不同的特性曲线表 叶轮直径 35 Valve 阀门模型 阀门模型用来调节流体流经管路时的压降 36 阀门模型有三种应用方式 计算类型 绝热闪蒸到指定出口压力Adiabaticflashforspecifiedoutletpressure2 对指定出口压力计算阀门流量系数Calculatevalveflowcoefficientforspecifiedoutletpressure3 对指定阀门计算出口压力 核算方式 Calculateoutletpressureforspecifiedvalve 37 Valve 阀门参数 阀门类型 Valvetype 截止阀 Global 球阀 Ball 蝶阀 Butterfly 厂家 Manufacturer Neles Jamesbury系列 规格 Series Style 线性流量 linearflow 等百分比流量 equalpercentflow 尺寸 Size 公称直径 运用核算方式时 需输入以下参数 38 Valve 阀门参数 39 Valve 阀门参数 以及阀门开度 Opening 40 Valve 计算选项 检查阻塞流动Checkforchokedflow计算空泡系数Calculatecavitationindex设置最小出口压力等于阻塞压力Minimumoutletpressure Setequaltochokedoutletpressure 计算阀门小开度状态时计算选项的设置很重要 41 Valve 计算选项 42 Valve 结果查看 从数据浏览器的Valve对象下选择Results查看结果 43 Valve 示例5 水的温度为30 C 压强为6bar 流量为150m3 h 流经一公称通径为8英寸的截止阀 阀门的规格为V500系列的线性流量阀 阀门的开度为20 求 阀门出口的水压强是多少 44 Pipe 管段模型 管段模型计算等直径 等坡度的一段管道的压降和传热量 45 Pipe 管段模型 46 管道参数表 Pipeparameters长度Length直径Diameter内径 管道规格表提升Elevation高度 上升角粗糙度Roughness Pipe 管段参数 47 Pipe 管段参数 48 热参数设定表Thermalspecification恒温Constanttemperature线性温度剖型Lineartemperatureprofile绝热 零热负荷 Adiabatic zeroduty 热衡算Performenergybalance Pipe 热参数设定 49 Pipe 热参数设定 50 管件参数表单Fittings连接方式 Connectiontype法兰连接 焊接Flanged Welded 螺纹连接Screwed管件数量 Numberoffittings闸阀Gatevalves 蝶阀Butterflyvalves90度肘管Large90degreeelbows 直行三通Straighttees 旁路三通Branchedtees其余当量长度 MiscellaneousL D Pipe 管件参数 51 Pipe 结果查看 从数据浏览器的Pipe对象下选择Results查看结果 52 Pipe 结果查看 计算结果还包括流体状态沿管长的分布剖形 Profiles 53 Pipe 示例6 流量为5000kg h 压强为7bar的饱和水蒸汽流经 108 4的管道 管道长20m 出口比进口高5m 粗糙度为0 05mm 管道采用法兰连接 安装有闸阀1个 90 肘管2个 环境温度为20 C 传热系数为20W m2 K 求 出口处蒸汽的压强 温度和含水率 以及管道的热损失各是多少 54 Pipeline 管线模型 管线模型计算由多段管道串联组成的一条管线的压降 55 Pipeline 管线模型 56 在结构表 Configuration 中输入以下参数计算方向Calculationdirection管段结构Segmentgeometry传热选项Thermaloptions物性计算Propertycalculations流动基准Pipelineflowbasis Pipeline 管线参数 57 Pipeline 管线参数 58 连接状态表 Connectivity在弹出的管段数据 Segmentdata 对话框中逐段输入每一管段的长度 角度 直径 粗糙度 或者节点坐标 直径 粗糙度 Pipeline 管线参数 59 Pipeline 管线参数 60 Pipeline 管线参数 完成后的表如下 61 Pipeline 结果查看 从数据浏览器的Pipeline对象下选择Results查看结果 62 Pipeline 结果查看 Pipeline的Profiles给出了每个节点处的结果 63 Pipeline 示例7 流量为100m3 h 温度为50 C 压强为5bar的水流经 108 4的管线 管线首先向东延伸5m 再向北5m 再向东10m 再向南5m 然后升高10m 再向东5m 管内壁粗糙度为0 05mm 求 管线出口处的压强是多少 64 北 西 南 东 进 出 5m 5m 10m 5m 升高10m 5m Node1 0 0 Node2 5 0 Node3 5 5 Node4 15 5 Node5 15 0 Node6 15 0 Node7 20 0 65 深入讨论 如果管线出口处的压强