AspenPlus应用基础-流体输送.ppt
Aspen Plus 使用方法,Models for Fluid Transportation 流体输送模型,流体输送模型的分类,PumpComprMComprValvePipePipeline,流体输送单元归属压力改变器类（Pressure Changers)，共六种模型：,流体输送模型的分类,Pump 泵模型,1、泵（Pump)2、水轮机（Hydraulic Turbine),Pump 模型用于模拟泵和水轮机两种单元设备,Pump 连接,Pump 模型的连接图如下：,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,Pump 模型参数,Pump 特性曲线,泵特性曲线有三种输入方式：,列表数据Tabular Data多项式Polynomials用户子程序User Subroutines,Pump 特性曲线,Pump QNPSHR 表,必需汽蚀余量 NPSHR Net Positive Suction Head Required,其中：Hs 为允许吸上真空度,Pump QNPSHR 表,有效汽蚀余量 NPSHA Net Positive Suction Head Available在实际使用条件下，选择的泵应该满足,Pump 示例 1,一水泵将压强为 1.5 bar 的水加压到 6 bar，水的温度为 25 C，流量为 100 m3/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？,Pump 示例 2,一离心泵输送流量为 100 m3/hr 的水，水的压强为 1.5 bar，温度为 25 C。泵的特性曲线如下：流量（m3/hr）70.0 90.0 109.0 120.0扬程（m）59.0 54.2 47.8 43.0效率（%）64.5 69.0 69.0 66.0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？,Compr 压缩机模型,多变离心压缩机（Polytropic Centrifugal Compressor)多变正排量压缩机（Polytropic Positive Displacement Compressor)等熵压缩机（Isentropic Compressor)等熵汽轮机（Isentropic Turbine),Compr 模型用于模拟四种单元设备,Compr 连接,Compr 模型的连接图如下：,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）功率制动马力排出压力特性曲线所需（产）功率,1、等熵效率Isentropic Efficiency 对于压缩机 对于汽轮机,Compr 效率（1）,Compr 模型有三种效率：,Compr 效率（2）,2、多方效率Polytropic Efficiency,3、机械效率Mechanical Efficiency 压缩机 汽轮机,Compr 效率（3）,Compr 特性曲线,压缩机特性曲线有三种输入方式：,列表数据Tabular Data多项式Polynomials用户子程序User Subroutines,Compr 示例 1,一压缩机将压强为 1.1 bar 的空气加压到 3.3 bar，空气的温度为 25 C，流量为 1000 m3/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？,Compr 示例 2,一汽轮机用压强为 35 bar、温度为 435 C的过热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为 10 bar，蒸汽的流量为 10000 kg/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？,MCompr 多级压缩机模型,多级多变压缩机（Multi-stage Polytropic Compressor)多级多变正排量压缩机（Multi-stage Polytropic Positive Displacement Compressor)多级等熵压缩机（Multi-stage Isentropic Compressor)多级等熵涡轮机（Multi-stage Isentropic Turbine),MCompr 模型用于模拟四种单元设备,MCompr 连接(1),MCompr 模型的外部连接图如下：,MCompr 连接(2),MCompr 模型的内部连接图如下：,MCompr 模型参数,MCompr 模型有三种工作方式：指定模型参数 计算结果参数,末级排出压力所需（产）功率每级排出条件所需（产）功率特性曲线每级排出条件所需（产）功率,MCompr 特性曲线(1),多级压缩机特性曲线有三种输入方式：,列表数据Tabular Data多项式Polynomials用户子程序User Subroutines,MCompr 特性曲线(2),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、叶轮直径和比例因子（scaling factors),Valve 阀门模型,阀门模型有三种应用方式绝热闪蒸到指定出口压力对指定出口压力计算阀门流量系数对指定阀门计算出口压力,Valve 连接,Valve 阀门参数,类型：截止阀（Global）、球阀（Ball）、蝶阀（Butterfly）厂家：Neles-Jamesbury系列/规格（Series/Style):尺寸（Size）：公称直径,Valve 计算选项,检查阻塞流动 Check for choked flow计算空泡系数 Calculate cavitation index设置最小出口压力等于阻塞压力 Minimum outlet pressure:Set equal to choked outlet pressure,Valve 示例 1,水的温度为 30 C，压强为 6 bar，流量为 150 m3/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。,管道参数：Pipe parameters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（1）,2.热参数：Thermal specification:恒温 Constant temperature 线性温度剖型 Linear temperature profile 绝热（零热负荷）Adiabatic(zero duty)热衡算 Perform energy balance,Pipe管段参数（2）,3.管件参数：Fittings 连接方式 Connection type 法兰、焊接/螺纹 管件数 Number of fittings 闸阀，蝶阀，90度肘管，直行三通，旁路三通 其余当量长度 Miscellaneous L/D,Pipe管段参数（3）,Pipe 高级计算,压力计算：出口压力/进口压力出口条件：给定/参照出口物流流量计算：出口流量/进口流量物性计算方法：逐步闪蒸/内插值,Pipe 示例 1,流量为 5000 kg/h，压强为 7 bar的饱和水蒸汽流经 1084 的管道。管道长 20 m，出口比进口高 5 m，粗糙度为 0.05 mm。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 20 W/m2K。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。,结构：Configuration计算方向 Calculation direction管段几何 Segment geometry热选项 Thermal options物性计算 Property calculations流动基准 Pipeline flow basis进口条件 Inlet condotions,Pipeline管线参数（1）,2.连接状态：Connectivity: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（2）,Pipeline 示例 1,流量为 100 m3/h，温度为 50 C，压强为 5 bar的水流经 1084 的管线。管线首先向东延伸 5 m，再向北 5 m，再向东 10 m，再向南 5 m，然后升高 10 m，再向东 5 m。管内壁粗糙度为 0.05 mm。求：管线出口处的压强是多少？,Pipeline 示例 2,温度为 50 C，压强为 5 bar的水流经 1084 的管线。管线首先向东延伸 5 m，再向北 5 m，再向东 10 m，再向南 5 m，然后升高 10 m，再向东 5 m。管内壁粗糙度为 0.05 mm。如果管线出口处的压强为 3 bar，流过管线的水流量是多少？,
