换热器模块
2.换热器介绍

适用 工况
型号 项目 序 号
B R K 3 0 5 0 0 × 7 0 0
BRK40
BRK-50
BRK-60
BRK70
BRK80
BRK-100
1
外型尺寸
500× 800
500×900
600×900
600× 1000
600× 1100
700×1200
2
工作 压力
热侧(MPa) 冷侧(MPa) 热侧(℃)
公称压 力
φ25×2 0.0044/ 0.0049 0.0082/ 0.0090 7.38/ 8.01 0.0138/ 0.0152 0.0063/ 0.0069 0.0188/ 0.0208 0.0088/ 0.0097 0.0374/ 0.0412 0.0173/ 0.0190 7.92/ 8.82 14.76/ 16.20 1.0 24.84/ 27.36 11.24/ 12.42 33.84/ 37.44 15.84/ 17.46 67.32/ 74.16 31.14/ 34.20 1.6 2.5 0.6 1.0 1.6 2.5 0.25 0.6
2
180
40/41.99
55/57.68
85/86.74
600
1
269
60/62.7
85/83.88
125/126.13
2
266
60/32.05
80/82.94
125/14.72
700
1
379
90/88.41
120/118.17
175/177.71
2
358
85/83.51
110/111.62
165/167.85
泵压缩机消防阀门管线换热器等模块符号

ASPEN换热器模拟实例教程

Aspen plus换热器模拟概述换热器模块Heater加热器/冷却器确定出口物流的热和相态条件换热器,冷却器,阀门,与功有关的结果不需要时的泵和压缩机HeatX双物流换热器在两个物流之间换热两股物流的换热器当知道几何尺寸时核算管壳式换热器MHeatX 多物流换热器在多股物流之间换热多股热流和冷流换热器两股物流的换热器LNG换热器Hetran管壳式换热器与BJAC 管壳式换热器的接口程序管壳式换热器包括釜式再沸器Aerotran空冷换热器与BJAC 空气冷却换热器的接口程序错流式换热器包括空气冷却器HeatX换热器1.概述HeatX有两种简捷法和严格法计算模型。
简捷法(Shortcut)计算不需要换热器结构或几何尺寸数据,可以使用最少的输入量来模拟一个换热器。
Shortcut模型可进行设计模拟两种计算,其中设计计算依据工艺参数和总传热系数估算出传热面积。
严格法(Detailed)可以用换热器几何尺寸去估算传热膜系数、总传热系数、压降、对数平均温差校正因子等。
严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项,但也需要较多的输入。
Detailed模型不能进行设计计算。
可以将HeatX 的Shortcut和Detailed结合完成换热器设计计算。
首先依据给定的设计条件用Shortcut 估算传热面积,然后依据Shortcut的计算结果用Detailed 进行核算。
在使用 HeatX 模型前,首先要弄清下面这些问题:(1)HeatX能够模拟的管壳换热器类型逆流和并流换热器;弓形隔板TEMA E, F, G, H, J和X壳换热器;圆形隔板TEMA E和F壳换热器;裸管和翅片管换热器。
(2)HeatX能够进行的计算全区域分析;传热和压降计算;显热、气泡状气化、凝结膜系数计算;内置的或用户定义的关联式。
(3)HeatX不能进行进行的计算机械震动分析计算;估算污垢系数。
(3)Hesttx需要的输入规定必须提供下述规定之一换热器面积或几何尺寸;换热器热负荷;热流或冷流的出口温度;在换热器两端之一处的接近温度;热流或冷流的过热度/过冷度;热流或冷流的气相分率(气相分率为 0 表饱和液相);热流或冷流的温度变化。
aspen换热器的模拟计算..

第 21 页
第 22 页
演示4:采用2t 100C热水,将5t常温常压下苯(44%wt)、
甲苯混合液加热。
1)已知壳径500、管长6m,100(25*2)根管子,2管程,求 冷热出口温度。(55,72)
– 热侧走壳程
– 热虹吸再沸器、汽化率取12%,循环量6503/.12=54.191t/h – 进行设计(sizing)
例4-1.exe
第 35 页
再沸器设计(2)
第 36 页
再沸器设计(3)
第 37 页
再沸器设计(4)
核算:
– 直径500,174根,25×2000mm;1管程;26m2
例4-2.exe
规定冷流的加热或冷却曲线表和浏览结果表
替换这个模块的物性、模拟选项、诊断消息水平和报告选项的全局值。
浏览结果、质量和能量平衡、压降、速度和区域分析汇总。 浏览详细的壳程和管程的结果以及关于翅片管、折流挡板和管嘴的信息。
Detailed Results
Dynamic
规定动力学模拟的参数。
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的物料进出接口,需从 Nozzle表单中输入以下参数: 输入壳程管嘴直径 Enter shell side nozzle diameters 进口管嘴直径 Inet nozzle diameter 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter 输入管程管嘴直径 Enter tube side nozzle diameters 进口管嘴直径 Inlet nozzle diameter 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter
fluent heat exchange热交换模型介绍

fluent heat exchange热交换模型介绍
"Fluent" 是一种计算流体力学(CFD)软件,而"heat exchange" 则指的是热交换,即在流体中传递热量的过程。
在Fluent 中,可以使用不同的模型和方法来模拟和分析流体中的热交换过程。
热交换模型在Fluent 中涉及到流体流动、传热和传质等多个方面。
以下是一些常见的Fluent 中用于热交换模拟的模型和方法:
1.传热模型:Fluent 提供了多种传热模型,包括传导、对流和辐射传热。
用户可以选择
适当的传热模型,根据系统的特点来模拟热量的传递。
2.壁面热通量:可以在Fluent 中设置不同表面的壁面热通量,以模拟具体区域的热交
换情况。
这对于热交换器、散热器等设备的仿真很重要。
3.热源和热汇:用户可以设置热源和热汇,模拟系统中的加热或散热过程。
这对于热交
换系统的设计和优化非常有用。
4.多相流和相变:在一些热交换系统中,可能涉及到多相流动和相变过程,如蒸发、冷
凝等。
Fluent 支持多相流和相变模型,以更全面地模拟系统中的热交换。
5.换热器模块:Fluent 中有专门的换热器模块,用于更方便地建模和分析换热器的性能,
包括壁面传热系数、温度分布等。
使用Fluent 进行热交换模拟需要用户详细了解系统的几何形状、边界条件、材料属性等信息,并选择合适的模型和参数。
通过模拟,用户可以获得系统内部的流动、温度场等信息,帮助设计和优化热交换设备。
并联结构换热器模块中冷却空气流量的分配

其安装布置等条件确定后 , 热量主要与冷却气 流 散 的流量有关 , 流动的均匀性对性能 的影响不大 , 但是 当时车辆上的换热器较少 , 其布置方式简单 , 对通过 多换 热器并 联 布置时 的流 量分 配 没有讨 论 。Wi l 1m 提 出 了换热 器 的流 量 与性 能 的 关 系。这 些研 i s a 究主要针对单个散热器 , 主要研 究 了流量 与性 能 且 的关 系, 没有对影 响流量的因素进行 深入探讨。从 文献 [ — 0 可见 , 8 1] 近年来 国外 比较重视散热系统的
关键词: 并联 结构换热器模块 。 流量分配。 多孔介质模型 , 数值模拟 C oi g Ai F o ae Dit b t n Amo g P rl lHe tE c a g r o l r lwrt sr u i n i o n a al a x h n e s e
Zh n ,Yu Xi oi ,Lu Gu d n & Xi f n a g Yi al o o g a Li g e
l C lg J ol efMeh n a n nryE gneig h a gU i rt,H nzo 30 2 e o ca i l dE e n i r ,Z e n nv sy agh u 10 7; c a g e n i f ei
2 Z eag Ynu c i r o , t.,T na 37 0 . hj n ilnMahn y C . Ld i e i ti 12 0 a
合布置时的模 块化匹配设计 的指导 作用并不理想 ,
1 前言
由于车辆动力性 、 保性 和舒适性等方面 的要 环
求, 使得车辆上的换热器越来越多 , 如水散热器 、 中
而且 由于该方 法是基 于试验 和经验 的集 总参数模 型, 难以反映空气在换热器间的流动细节。
Aspen教程-3模块操作

62
31
HeatX 模块
HeatX模块可以对大多类型的双物流交换器进行简捷的或 严格的计算。HeatX有两种核算模型:简捷法(Shortcut) 和 严格法(Detailed)。 简捷法总是采用用户规定的(或缺省的)总的传热系数 值。 如果换热器的几何尺寸不知道或不重要,HeatX模型可进行 简单的核算,例如,只进行能量和物料平衡计算。 严格法采用膜系数的严格传递方程,但必须提供换热器的几 何尺寸。
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绘制换热器加热曲线图 – Y轴
以热负荷为因变量。用鼠标选 中Heat duty这一列数据,单 击菜单栏上Plot – YAxis Variable。
60
30
换热器加热曲线图
得到加热量与气相分率的曲线图
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混合器 / 分流器模块
压力变送器模块
换热器模块(HeatX模块) 塔模块 反应器模块
16
8
输入进料数据
输入进料数据
17
B1 - Input - Specifications
对于Fsplit,你只需规定每个出口物流的分流分率即可。 当然,你也可以采用其他的规定方式,在这里选择一个你 所需要的规定参数。不仅可以输入分流分率,而且可以输 入各种分流流率值。
18
9
B1 - Input - Specifications
51
B1 - Input - Specifications
在Specifications页上输入压力和气相分率。 气相分率=1,表示露点计算 ;气相分率=0,表示泡点计算。
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查看模块结果
出口温度确实为104.174386 ℃(即露点温度)。 我们再来用相图验证一下。
换热器大师和HYSYS的自动连接

换热器大师和HYSYS的自动连接
换热器大师能够和HYSYS 2.4/3.2/2004接口,自动倒入流程模拟中的数据。
使用方法异常简单:
(1) 打开HYSYS,进入流程模拟。
其中有你要计算的换热器;
(2) 打开换热器大师,建立一个新工程。
此时工程处于空白,如下图:
(3)点击“连接HYSYS”,如下图:
(4)在打开的“Hysys数据接口”中,按下“刷新Hysys”,此时列出了Hysys中所有的换热器模块。
选择一个换热器模块,按下“获取数据”,数据就会列出来,如下图。
你不必理会这些数据,继续下一步;
(5)按下“确定”,此时返回“换热器大师”数据界面,数据自动填入了表格,如下图。
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加入或移走任何数量的用户规定的热负荷 过热或过冷的匹配温度 需要到达某一气相分率所必需的冷热负荷。
第7页
换热器--- Heater
Heater模块用户输入界面
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换热器--- Heater--- Heat Streams
对一Heater模块,用户可指定任意数量的入口端热流股 对净热耗计算的Heater模块,出口端可指定一个热流股
第11页
换热器--- HeatX
• HeatX的简捷方法(Shortcut)
采用用户规定(或缺省)总的传热系数值。
不需要换热器结构和几何尺寸数据,用户可以使用最少的 输入量来模拟一个换热器。
可以规定换热器每侧的压降,压降是恒定的。 模型根据能量平衡和物料平衡来确定出口物流状态,并用 一个常数值的传热系数来估算所需的换热面积,用户也可 提供特定的相传热系数。
第19页
换热器--- HeatX
HeatX中压降
简捷法中换热器的压降是恒定的;
严格法中,用户在Setup Pressure Drop 页上定压力
选项来选择压降计算。
第20页
换热器--- HeatX
HeatX中换热器中geometry结构信息输入
在geometry shell页面中应该输入换热器壳体的相关参数,包括:
第23页
换热器--- MHeatX(多股物流换热器)
MHeatX(多股物流的换热器)可以用于模拟一个
有多股热流和冷流之间传热的换热器,也能模拟两
股物流的换热器。但MHeatX只保证总的能量平衡而
不考虑换热器的几何尺寸。
可以完成一个详细的、严格的内部区域分析,确定
换热器中所有物流的内部夹点以及加热和冷却曲线 ,还可以计算换热器的总UA值并模拟换热器的加入
TEAM Shell Type(TEAM型换热器壳体类型)
No of Tube Passes(管程数) Exchanger Orientation(换热器方向)
Number of Sealing Strip Pairs(密封圈数)
Inside Shell Diameter(壳体直径) Shell to Bundle Clearance(壳体到管束的最大直径的环形面积 )。
换热器--- HeatX与Heater的对比
当换热器两端流股都重要时选用HeatX 当换热器有一端流股不重要时(如公用工程流股)选用Heater 采用两个Heater代替HeatX(通过Heat Stream、Calculator or Design S
pec实现热量的耦合),可以避免由于使用HeatX模块而增加的流程复 杂程度
HeatX严格法用膜系数计算传热系数的规定
在Setup Film Coefficients页上Caluculation Method
中选择计算方法。
系统提供的膜系数计算方法有: constant value(常
数), Phase-specific values(指明物流相态,固定膜
系数), PowerLaw expression(膜系数的幂指数表达 式),Calculate from geometry等方法。
第21页
换热器--- HeatX
HeatX中换热器中geometry结构信息输入
第22页
换热器--- HeatX
HeatX中换热器中geometry结构信息输入
除壳体尺寸,还要输入
Geometry Tube(管子的几何尺寸)
Geometry Baffles(挡板的几何尺寸) Geometry Nozzles(接管的几何尺寸)
与换热器相关的结构和几何参数在“EDR Browser”下独立输入
第10页
换热模拟各种壳管式换热器类型
对大多数类型的双物流换热器进行简捷(Shortcut)或严格
的(Detailed)核算计算
二者的区别是总的传热系数的计算方法 规定:/Setup Specification /Calculation Type
--Net heat load(净热耗)是指进口热流股总和减去实际(计算的)热 负荷
当热流股作为模块的一个进料流股时,用户只需作一个热力学
规定(温度或压力),Heater会自动将进口热流股的和作为热 负荷规定。
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换热器--- HeatX
HeatX可进行Shortcut、 Detailed核算和模拟计算,还可进行严格
第30页
换热器--- 公用工程
【例1】在下列流程中,为cool模块添加公用工程
RECYCLE REACTOR
COOL
FEED
P = 1 atm Q = 0 Btu/hr
COOL-OUT
SEP Flash2
T = 220 F P = 36 psi
苯: 40bmol/hr
REAC-OUT
Model
RStoic Model
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换热器--- Heater
Heater模块可模拟:
加热器或冷却器(换热器的一侧)
已知压降的阀
当不需要与功有关的结果时的阀和压缩机 也可以用Heater来设置或改变一个物流的热力学状态
。
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换热器--- Heater
用Heater模块可进行以下类型的单相或多相计算:
泡点或露点计算(Vapor Fraction 为1指露点条件,为0指
第4页
加热器或冷却器 确定热和相态条件
HeatX MHeatX Hetran Aerotran
两物流换热器 多物流换热器 BJAC Hetran 程序界面
两股物流的换热器 任何数量物流的换 热器 管壳式换热器的设 计和模拟
BJAC Aerotran 空冷器的设计和模 程序界面 拟
换热器--- Heater
换热器
• Aspen中的单元操作模型
• • • • • • • • • • 混合器/分流器(Mixers/Splitters) 分离器(Separators) 换热器(Heat Exchangers) 塔(Columns) 反应器(Reactors) 压力变换器(Pressure Changers) 操作器(Manipulators) 固体(Solids) 用户模型(Users) 概念设计(Conceptual Design)
Heater Model
PRODUCT
Q = 0 Btu/hr T = 130 F Pdrop = 0 psi 丙烯: 40bmol/hr Pdrop = 0.1 psi C6H6 + C3H6 = C9H12 苯 丙烯 异丙基苯 丙烯转化率为90%
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换热器--- HeatX
HeatX不能进行下列计算
不能进行设计计算(用Hetran,Aerotran); 不能进行机械振动分析; 不能估算污垢热阻系数。
第14页
换热器--- HeatX
HeatX中的LMTD(对数平均温差)
换热器方程通用形式为Q=UA.F.LMTD。
其中:F(Factor,校正因子)反映了流动偏离逆流流动的 程度。
MHeatX也可模拟两流股换热器,但不需规定换热器几何尺寸
第29页
换热器--- Utilities 公用工程
AspenPlus中,公用工程为可选项,可用于计算: 独立单元操作的能量消耗
能量成本计算
过程中采用不同种类公用工程时的消耗量(如:高 压蒸汽、中压蒸汽或低压蒸汽) 对任意指定或计算得到热负荷或功负荷的模块,都可设 定公用工程
第12页
换热器--- HeatX
• HeatX的严格方法(Detailed)
严格方法采用膜系数的严格热传递方程,并能合并由于壳
程和管程侧膜所带来的管壁阻力,来计算总的传热系数。
用这种这种方法时需要知道几何尺寸。 严格法需要较多的输入选项。 在Setup/Pressure Drop 页上定压力选项来选择压降计算。
ous)设计计算;
(rigor
当换热器几何尺寸未知或不重要时,可采用Shortcut核算模式(只进行简单
的热衡算和质量衡算);
对detailed和 rigorous热传递和压降计算,必须指定换热器几何尺寸; HeatX可直接进入Aspen严格换热器模拟软件:
--Aspen Shell & Tube Exchanger --Aspen Air Cooled Exchanger --Aspen Plate Exchanger --Hetran(管壳式换热器) --Aerotran(空冷换热器)
第1页
换热器
换热器又可分为:
Heater(加热器或冷却器) HeatX&MHeatX(两股&多股物流的换热器) Hetran(管壳式换热器)
Aerotran(空冷换热器)
第2页
换热器—模型库中的图标
第3页
换热器
模型 Heater 说明 目的 用法 换热器, 冷却器, 阀门. 当与功 有关的结果不需要时的泵和压 缩机. 两股物流换热器. 当知道管壳 换热器尺寸时可以进行核算. 多股热流和冷流换热器. 两股 物流换热器. LNG 换热器. 具有多种结构的管壳式换热 器. 具有多种结构的空冷器. 用于 模拟节煤器和加热炉的对流 段.
第28页
换热器--- MHeatX(多股物流换热器)
MHeatX(多股物流的换热器)可以用于模拟一个有多股热流和
冷流之间传热的换热器;
可以完成一个详细的、严格的内部区域分析,确定换热器中所有
物流的内部夹点以及加热和冷却曲线,还可以计算换热器的总UA 值并模拟换热器的加入热量或热损失;
MHeatX使用多个Heater模块和Heat Streams实现流程收敛;