流体输送单元的仿真设计.ppt

CAPD基础第四讲 SimulationDesignforFluidTransportation流体输送单元的仿真设计 二 流体输送模型的分类 泵Pump压缩机Compr多级压缩机MCompr阀门Valve管道Pipe管线Pipeline 在ASPENPlus中流体输送单元归属压力改变器 PressureChangers 类别 共六种模型 Valve 阀门模型 阀门模型用来调节流体流经管路时的压降 Valve 连接 Valve 计算类型 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 Valve 计算类型 2 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 Valve 阀门参数 2 Valve 阀门参数 3 以及阀门开度 Opening 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 Valve 计算选项 2 Valve 结果查看 从数据浏览器的Valve对象下选择Results查看结果 Valve 示例1 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 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 Pipe 管段模型 2 管道参数表单 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 Pipe 管段参数 2 热参数设定表单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 Pipe 热参数设定 2 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 Pipe 结果查看 从数据浏览器的Pipe对象下选择Results查看结果 Pipe 结果查看 2 计算结果还包括流体状态沿管长的分布剖形 Profiles Pipe 示例1 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 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 Pipeline 管线模型 2 在结构表单 Configuration 中输入以下参数计算方向Calculationdirection管段几何Segmentgeometry热选项Thermaloptions物性计算Propertycalculations流动基准Pipelineflowbasis Pipeline 管线参数1 Pipeline 管线参数1 2 连接状态表单 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 Nodecoordinates 直径 粗糙度 Pipeline 管线参数2 Pipeline 管线参数2 2 Pipeline 管线参数2 3 完成后的表单如下 Pipeline 结果查看 从数据浏览器的Pipeline对象下选择Results查看结果 Pipeline 结果查看 2 Pipeline的Profiles给出了每个节点处的结果 Pipeline 示例1 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 DesignSpecification 设计规定 从以上示例我们了解到 ASPENPlus是根据我们输入的过程参数 如进料流股和模型参数 计算结果数据 如非进料流股和设备状态数据 进行过程设计时 常常希望确定某个过程参数的特定值从而使某个结果数据达到给定值 对于这类应用需求 ASPENPlus提供了设计规定 DesignSpec 工具 设计规定从数据浏览器的左侧目录栏中进入 DesignSpecification 设计规定 2 设计规定是流程选项 FlowsheetingOptions 下属的对象 DesignSpecification 设计规定 3 创建设计规定对象时 按以下步骤操作 1 从数据浏览器右侧的对象管理器 ObjectManager 中点击新建 New 按钮 2 在弹出对话框中为新对象指定一个辨识号 ID 3 在定义 Define 表单中点击新建 New 按钮 创建设计规定对象所需的变量 4 在弹出对话框中输入新变量的变量名 Variablename 5 在变量定义 VariableDefinition 对话框中的下拉式选择框中选择变量的类别 Category 类型 Type 流股 Stream 或模块 Block 代号 并指定具体变量 Variable DesignSpecification 设计规定 4 步骤1和步骤2 DesignSpecification 设计规定 5 步骤3和步骤4 DesignSpecification 设计规定 6 步骤5 DesignSpecification 设计规定 7 步骤6 在规定 Spec 表单中输入规定表达式 Spec 目标值 Target 和计算容差 Tolerance DesignSpecification 设计规定 8 步骤7 在变化 Vary 表单中输入调节变量 Manupulatedvariable 的类型 名称和具体变量 variable 并指定体调节上 下限 Upper Lowerlimits DesignSpecification 设计规定 9 规定变量的实现情况可以从DesignSpec对象的Results表单中查看 DesignSpecification 设计规定 10 调节变量的迭