1、CAPD基礎(chǔ) 第四講,Simulation Design for Fluid Transportation 流體輸送單元 的仿真設(shè)計(jì) （二）,流體輸送模型的分類,泵Pump 壓縮機(jī)Compr 多級(jí)壓縮機(jī)MCompr 閥門Valve 管道Pipe 管線Pipeline,在ASPEN Plus中流體輸送單元?dú)w屬壓力改變器 (Pressure Changers)類別，共六種模型：,Valve 閥門模型,閥門模型用來調(diào)節(jié)流體流經(jīng)管路時(shí)的壓降。,Valve 連接,Valve 計(jì)算類型,閥門模型有三種應(yīng)用方式（計(jì)算類型） 絕熱閃蒸到指定出口壓力 Adiabatic flash for specified

2、outlet pressure 2. 對(duì)指定出口壓力計(jì)算閥門流量系數(shù) Calculate valve flow coefficient for specified outlet pressure 3. 對(duì)指定閥門計(jì)算出口壓力(核算方式) Calculate outlet pressure for specified valve,Valve計(jì)算類型（2）,Valve 閥門參數(shù),閥門類型 (Valve type)：截止閥 (Global)、 球閥 (Ball)、蝶閥(Butterfly) 廠家(Manufacturer)：Neles-Jamesbury 系列/規(guī)格 (Series/Style):

3、線性流量 (linear flow)、等百分比流量 (equal percent flow) 尺寸 (Size)：公稱直徑,運(yùn)用核算方式時(shí)，需輸入以下參數(shù)：,Valve閥門參數(shù)（2）,Valve閥門參數(shù)（3）,以及閥門開度(Opening)：,Valve 計(jì)算選項(xiàng),檢查阻塞流動(dòng) Check for choked flow 計(jì)算空泡系數(shù) Calculate cavitation index 設(shè)置最小出口壓力等于阻塞壓力 Minimum outlet pressure: Set equal to choked outlet pressure,計(jì)算閥門小開度狀態(tài)時(shí)計(jì)算選項(xiàng)的設(shè)置很重要,Valve計(jì)算

4、選項(xiàng)（2）,Valve 結(jié)果查看,從數(shù)據(jù)瀏覽器的Valve對(duì)象下選擇Results查看結(jié)果,Valve 示例 1,水的溫度為 30 C，壓強(qiáng)為 6 bar，流量為 150 m3/h ，流經(jīng)一公稱通徑為 8 英寸的截止閥。閥門的規(guī)格為V500系列的線性流量閥，閥門的開度為 20%。 求：閥門出口的水壓強(qiáng)是多少？,Pipe 管段模型,管段模型計(jì)算等直徑、等坡度的一段管道的壓降和傳熱量。,Pipe 管段模型（2）,管道參數(shù)表單： Pipe parameters 長(zhǎng)度 Length 直徑 Diameter 內(nèi)徑/管道規(guī)格表 提升 Elevation 高度/上升角 粗糙度 Roughness,Pipe

5、管段參數(shù),Pipe 管段參數(shù) （2）,熱參數(shù)設(shè)定表單 Thermal specification 恒溫 Constant temperature 線性溫度剖型 Linear temperature profile 絕熱（零熱負(fù)荷） Adiabatic (zero duty) 熱衡算 Perform energy balance,Pipe 熱參數(shù)設(shè)定,Pipe 熱參數(shù)設(shè)定（2）,管件參數(shù)表單 Fittings 連接方式： Connection type 法蘭連接/焊接 Flanged/Welded，螺紋連接 Screwed 管件數(shù)量： Number of fittings 閘閥 Gate val

6、ves，蝶閥 Butterfly valves 90度肘管 Large 90 degree elbows， 直行三通 Straight tees，旁路三通 Branched tees 其余當(dāng)量長(zhǎng)度： Miscellaneous L/D,Pipe 管件參數(shù),Pipe 結(jié)果查看,從數(shù)據(jù)瀏覽器的Pipe對(duì)象下選擇Results查看結(jié)果,Pipe 結(jié)果查看（2）,計(jì)算結(jié)果還包括流體狀態(tài)沿管長(zhǎng)的分布剖形(Profiles),Pipe 示例 1,流量為 5000 kg/h，壓強(qiáng)為 7 bar的飽和水蒸汽流經(jīng) 1084 的管道。管道長(zhǎng) 20 m，出口比進(jìn)口高 5 m，粗糙度為 0.05 mm。管道采用法蘭連

7、接，安裝有閘閥 1 個(gè)，90 肘管 2 個(gè)。環(huán)境溫度為 20 C，傳熱系數(shù)為 20 W/m2K。求：出口處蒸汽的壓強(qiáng)、溫度和含水率，以及管道的熱損失各是多少？,Pipeline 管線模型,管線模型計(jì)算由多段管道串聯(lián)組成的一條管線的壓降。,Pipeline管線模型（2）,在結(jié)構(gòu)表單(Configuration)中輸入以下參數(shù) 計(jì)算方向 Calculation direction 管段幾何 Segment geometry 熱選項(xiàng) Thermal options 物性計(jì)算 Property calculations 流動(dòng)基準(zhǔn) Pipeline flow basis,Pipeline 管線參數(shù)1,P

8、ipeline管線參數(shù)1（2）,連接狀態(tài)表單： Connectivity 在彈出的管段數(shù)據(jù)(Segment data)對(duì)話框中逐段輸入每一管段的長(zhǎng)度、角度、直徑、粗糙度，或者節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(Node coordinates)、直徑、粗糙度。,Pipeline管線參數(shù)2,Pipeline管線參數(shù)2（2）,Pipeline管線參數(shù)2（3）,完成后的表單如下：,Pipeline 結(jié)果查看,從數(shù)據(jù)瀏覽器的Pipeline對(duì)象下選擇Results查看結(jié)果,Pipeline 結(jié)果查看 (2),Pipeline的Profiles給出了每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的結(jié)果,Pipeline 示例 1,流量為 100 m3/h，溫度為

9、50 C，壓強(qiáng)為 5 bar的水流經(jīng) 1084 的管線。管線首先向東延伸 5 m，再向北 5 m，再向東 10 m，再向南 5 m，然后升高 10 m，再向東 5 m。管內(nèi)壁粗糙度為 0.05 mm。 求：管線出口處的壓強(qiáng)是多少？,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定,從以上示例我們了解到：ASPEN Plus是根據(jù)我們輸入的過程參數(shù)(如進(jìn)料流股和模型參數(shù))計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)(如非進(jìn)料流股和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù))。進(jìn)行過程設(shè)計(jì)時(shí)，常常希望確定某個(gè)過程參數(shù)的特定值從而使某個(gè)結(jié)果數(shù)據(jù)達(dá)到給定值。對(duì)于這類應(yīng)用需求， ASPEN Plus提供了設(shè)計(jì)規(guī)定(Design Spec)工具。 設(shè)計(jì)規(guī)定從數(shù)據(jù)瀏

10、覽器的左側(cè)目錄欄中進(jìn)入。,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（2）,設(shè)計(jì)規(guī)定是流程選項(xiàng)(Flowsheeting Options)下屬的對(duì)象,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（3）,創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)定對(duì)象時(shí)，按以下步驟操作： 1、從數(shù)據(jù)瀏覽器右側(cè)的對(duì)象管理器(Object Manager)中點(diǎn)擊新建(New)按鈕； 2、在彈出對(duì)話框中為新對(duì)象指定一個(gè)辨識(shí)號(hào)(ID)； 3、在定義(Define)表單中點(diǎn)擊新建(New) 按鈕，創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)定對(duì)象所需的變量； 4、在彈出對(duì)話框中輸入新變量的變量名(Variable name)； 5、在變量定義(Variable Defin

11、ition)對(duì)話框中的下拉式選擇框中選擇變量的類別(Category)、類型(Type)、流股(Stream)或模塊(Block)代號(hào)，并指定具體變量(Variable)。,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（4）,步驟1和步驟2：,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（5）,步驟3和步驟4：,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（6）,步驟5：,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（7）,步驟6：在規(guī)定(Spec)表單中輸入規(guī)定表達(dá)式(Spec)、目標(biāo)值(Target)和計(jì)算容差(Tolerance)。,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（8）,步驟7：在變化(Vary)表單中輸入調(diào)節(jié)變量(Manupulated variable)的類型、名稱和具體變量(variable),并指定體調(diào)節(jié)上、下限(Upper/Lower limits)。,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（9）,規(guī)定變量的實(shí)現(xiàn)情況可以從Design Spec對(duì)象的Results表單中查看,Design Specification 設(shè)計(jì)規(guī)定（10）,調(diào)節(jié)變量的迭代過程則從相應(yīng)的