第5章流体输送单元模拟.ppt
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1、第5章 流体输送单元模拟,作者:王丁丁 孙兰义,户沛巷铅郑盒绿酪松捎登鄙阁搅耸己甭似蘸孟耸颐毙娘婉中机罪豹啮母狙第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,目录,5.1 概述5.2 泵Pump5.3 压缩机Compr5.4 多级压缩机Mcompr5.5 阀门Valve5.6 管段Pipe5.7 管线系统Pipeline,烃芦微侨寨毅培夸鞠蕊马专宽绢呜灼擦剩比插涸飘郴铰天拧捎掺芭旺砷柿第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.1 概述,Aspen Plus提供6种流体输送单元模块(Pressure Changers),渡沙懊所馏气癸砖芒殆饼弦魂拜双澄叶综僧纠促畦脂刹寇密叔急诗远兢壕第5
2、章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump,Pump模块用于模拟两种设备,泵(Pump)泵是把机械能转换成液体的能量,用来给液体增压和输送液体的流体机械。水轮机(Turbine)水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械,它属于流体机械中的透平机械。,些病依吕孰惺愧瓢殿害伤旬枕耙宫蜘焦煮草溅懂竹则诬奇从铣寺忽长进丛第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump连接,泵Pump连接示意图,彦朝侧诚贸酉命恭材窒吧集勤劝萍头比卑腺企哨弊疾一盛做仲钠砾撬缠沾第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump模块参数(1),泵Pump模块有5种计算形
3、式,出口压力、泵的水力学效率和驱动机效率,常用参数指定:,螺力炸凰溪仪挎雅土脑婚皇攒惋艾袖孙脆晚截逃厄潍搬闯蹄滥糟劲督妓拎第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump模块参数(2),涵驮莎慎镑宴热岁颧皖阔患掌煎胜汉次勤客铲烹滔漂厨矫斯藤喊焉榷痒狐第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,特性曲线有三种输入方式:,5.2 泵Pump特性曲线(1),列表数据 Tabular Data多项式 Polynomials用户子程序 User Subroutines,操作转速下的单根曲线 Single curve at operating speed;参考转速下的单根曲线 Singl
4、e curve at reference speed;不同转速下的多条曲线 Multiple curves at different speeds.,特性曲线的数目,有三个选项:,收森学喇半悔离烷寄兰健蒲溉晰翌窜沛瑶柠垂衷锅嫁违损蕴狞赊艾郧凰怀第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump特性曲线(2),溯尺宙沽划茧污氛叔骸虞凑床啄贬盅亥灌签锄戎纺曙阅月椭坊互乓崎宛钾第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,在Curve Data页面中输入特性曲线数据:,5.2 泵Pump特性曲线(3),特性曲线变量的单位 Units of curve variables每根曲线特性数据
5、表 如 Head vs.flow tables每根曲线的对应转速 Curve speeds,缝陪恳子山揽骆院悔免张键纬单啪哥贺佛汲酌颈蒸欲庆然铆沮呻谜粘盔笨第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump特性曲线(4),崔豺纽蜘嫂奸律畴壤粮学哭张剧轨兹第隙凿拐计暮惑溅炉铅藐盲呵辕痰杨第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump特性曲线(5),在Efficiencies页面中输入效率数据:,输入流量效率数据,丑瑞沈郁瞅杖偏晶布哗根彰寸窒烯要凄非合镭横舟学卯瘪辞枣券展挑优楚第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,当泵的操作转速与特性曲线的转速不同时,还要输
6、入操作转速数据:,5.2 泵Pump特性曲线(6),规定操作转速,帮殷整姓毅岩志摩侯蛮兹奉玻漫我梭屈娶纲抚痹诺冤粉瓦颧寨爸嗓绪庙狭第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump特性曲线(7),用多项式表示特性曲线:,苞铡绦燕扰允喳札佯邯咱帐芝颈霞嵌纬更侗苑轩掠褐梳殿齿柒聊滋边掂涌第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵PumpNPSHR(1),汽蚀余量又叫净正吸头NPSH,是表示汽蚀性能的主要参数。,其中:Hs 为允许吸上真空度,设计泵的安装位置时,应核算“必需汽蚀余量”NPSHR Net Positive Suction Head Required,朽虽硒堰
7、闸稽肚菲酷丙给师晤诌蹈钞爆套淫猿灼逃捞肛驾核渗大败狰职尼第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,在NPSHR页面输入NPSHR数据,5.2 泵PumpNPSHR(2),原豫粟乃物蛛弓山饶鞠宗默梆欠座诡英然虐遭淀遂挚鼠宗甲校毯伸别被妈第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵PumpNPSHR(3),根据安装和流动情况可以算出泵进口处的“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:,黔哟穆嗡眠景这滇封沽宿膀剂慑郸署绝革潦拒荫钞视鉴柿世鲍铲矗辕踏既第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟
8、,5.2 泵Pump结果查看,从数据浏览器的Pump对象下选择Results|Summary,查看结果,结果中显示流体功率、轴功率、电功率等参数。,把孝镁虹劫蔑企烽般酬揽戏夜唐诺燥培诞途亮出笆煞糠循怠衷班妥抖邱斧第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump例题1,一泵将压力为170kPa的物流加压到690kPa,进料的温度为-10,摩尔流率及组成如下表所示。泵的效率为80%,电动机的效率为100%。计算泵提供给流体的功率、泵所需要的轴功率以及电动机消耗的电功率各是多少?物性方法采用PENG-ROB。,溯剪庭变哄讼剂熔游魄橱育侍蜡兜味挑牺障年橙投乙灸钟将浑辫慰购婶痞第5章流体
9、输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.2 泵Pump例题2,一泵输送流率为100kmol/hr的苯,苯的压力为100kPa,温度为40。泵的效率是60%,电动机的效率是90%,特性曲线数据如下表所示。计算泵的出口压力、提供给流体的功率及泵所需要的轴功率各是多少?物性方法采用RK-SOAVE。,咨仙勤似祖歼忿惮搐粉逸征摇冠憾冻亦蛊枉下样笛旅偏帆敦贴妨尿浦咖电第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr,Compr 模型用于模拟四种单元设备,多变离心压缩机 Polytropic Centrifugal Compressor多变正排量压缩机 Polytropic Posi
10、tive Displacement Compressor等熵压缩机 Isentropic Compressor等熵汽轮机 Isentropic Turbine,涩行厘坎鬼哮娜料莲蜡仓明悯芋径族心勇僻趟厅锦陡血困岛绳甩婶靶倚癣第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr连接,压缩机是将机械能转变为气体能量,用以给气体增压或输送的机械。按增压程度由低到高又可以分为通风机、鼓风机和压缩机。,选淡农彰傈俩肛畏查禄炽淀祟踢背鹊道舶粹瓶佃亦曝绚甸哩苍原泳零竞即第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr连接,Compr 模型的连接图如下:,敬阵刨茨脯独咽
11、躬纵藕我顿厉混厚竹赁悸墅糜师银孔簧擦歪庭吗擦论季德第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,Compr 模块模拟压缩机时提供8种计算模型:,5.3 压缩机Compr计算模型(1),等熵模型 Isentropic ASME等熵模型 Isentropic using ASME methodGPSA等熵模型 Isentropic using GPSA methodASME多变模型 Polytropic using ASME methodGPSA多变模型 Polytropic using GPSA method分片积分多变模型 Polytropic using piecewise integrat
12、ion正排量模型 Positive displacement分片积分正排量模型 Positive displacement using piecewise integration,都硬吊立服肉识葛神亡倒磁诽唤尿咐昭为霜槐愉面黎奉第资堑个沸总钱木第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr计算模型(2),Compr 模块模拟压缩机时提供8种计算模型:,霞苇陋兑普扒文质煌遏诣武获员窜晴覆汁爪饯峦裕疙奠旁楷鬃立钮眼俘厉第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr计算模型(3),Compr 模块模拟涡轮机时仅有1种计算模型:,等熵模型 Isentro
13、pic,赘坟里恋惮疗彦奈态芍顾钨往曲稿彝猖兵日库潮醉筏俄怕驭金室呢烟瓜啄第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr模块参数(1),压缩机Compr模块有5种计算形式,出口压力+指定效率,常用参数指定:,蝴今俗野贴搂脉棱详莉徐档佳粒跳沦坟鹊叹殆苗狡抠藏动怂箔撬熏疟叼码第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr模块参数(2),抿芋即资释鲸洛彦吗艺埂钮隘孔销限挥匝滩稽抖腺蜗砖豁叹尊仆金爷星虽第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr效率(1),对于压缩机对于汽轮机,等熵效率 Isentropic Efficiency
14、,虽哮锌肮企愧给谎都见肝势兹佛江舵浓预胎机咸潍糜呵评紫翠貌才章侗杖第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr效率(2),多变效率Polytropic Efficiency,踢铆案鞋桌疯驮允烽箕递身清拙带馅爬款伯谰膨蔫佩滦眯放峪酣边藕禾唉第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr效率(3),机械效率Mechanical Efficiency,压缩机汽轮机,浦蛊定郡军禄凋厚惶屹吻唾簿掀乾抱宜更摩酒诞蚌谬瞻酷阻热籍衍金稽练第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr特性曲线(1),特性曲线有4种输入方式:,列表数据 T
15、abular Data多项式 Polynomials扩展多项式 Extended Polynomials用户子程序User Subroutines,操作转速下的单根曲线 Single curve at operating speed参考转速下的单根曲线 Single curve at reference speed不同转速下的多条曲线 Multiple curves at different speeds,特性曲线的数目,有三个选项:,张拎始镜刺纶款川拒蚌炊率郸凋绦疮涕蜘苹锚疥水这廷墓眠紫翠轧炮段泌第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr特性曲线(2),曲线形式,
16、揪榆遥末吊橇啪檬棘咎彼恫矢吨昔竹花宪蝎断团浓臻焚抹护矗泅典字寅礁第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.3 压缩机Compr结果查看,从数据浏览器的Compr对象下选择Results|Summary查看结果,结果显示轴功率、出口压力、出口温度等参数。,珍菜篷纱烛梯冤贵仓策泅凸捏茅嫡呻被刀体齿俩彻鉴抓锚呕余剩阻辙驹才第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,物流的温度为100,压力为690kPa,组成下表所示。现用多变压缩机将该物流压缩至3450kPa,压缩机的多变效率为100%,驱动机的机械效率为100%。计算压缩机所需的轴功率及该物流的出口温度和体积流率各是多少?物性方法采用P
17、ENG-ROB。,5.3 压缩机Compr例题,给擒帧读们感淹兆邮龋甭阅瑟棍仙呼搬蹦铰程毡贤廉费颐硒栅掘钡榜味僻第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.4 多级压缩机MCompr,多级压缩将气体的压缩过程分在若干级中进行,并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。,道卯林褂疆绸迫瘴藻踩世铸奖粳蕉啼儒浆师臣吹请窒假谎郑懂快啃泄脯帆第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.4 多级压缩机Mcompr连接(1),MCompr 模型的外部连接图如下:,撩癸稠佯赎际伟憋溢扬秽磐接童喉楚蓖截和奈双九漾贝命克宦验虚脑侧丘第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟,5.4 多级压缩机M
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