闪蒸汽量计算小软件
火灾动态模拟器FDS软件介绍
火灾动态模拟器FDS软件介绍摘要：FDS（Fire Dynamics Simulator）作为研究火灾中烟气传播规律以及火灾预防研究的开源代码，在科学研究和工程实践中得到日益广泛的应用，本文简要介绍了该软件的特点、安装平台、编译、使用方法以及注意事项，在文章末尾给出了几个典型的应用实例。
1.简介FDS（Fire Dynamics Simulator）是美国国家标准研究所（NIST：National Institute of Standards and Technology）建筑火灾研究实验室（Building and Fire Research Laboratory）开发的模拟火灾中流体运动的计算流体动力学软件。
该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的NS 方程（粘性流体NavisStokes），重点计算火灾中的烟气和热传递过程。
由于FDS是开放的源码，在推广使用的同时，根据使用者反馈的信息持续不断地完善程序。
因此，在火灾科学领域得到了广泛应用。
其源码可以从/fds/下载并学习。
该软件发展到现在已有25年的历史，在九十年代中期，LES（large-eddy simulation）、NIST-LES、LES3D、 IFS（Industrial Fire Simulator）和ALOFT(ALarge Outdoor Fire Plume Trajectory)等代码统一被整理发展成为FDS，从2000年开始对外发布，2001年12月发布第二版，2002年12月发布了第三版，2004年8月发布了第四版，2005年发布了第五版，当前版本为5.2。
该程序源码包括25个独立的Fortran文件，每个都是模型相关的程序，比如：质量方程、动量方程、能量方程、压力求解、灭火洒水等。
该软件就有很大的开放性，其源码放在特定的ftp上，即使做了小的改动，也可以在ftp上发现新文件；除此之外，专门的讨论区便于使用者交流经验与发现问题。
冷凝水闪蒸汽回收系统的基本流程
基本的冷凝水闪蒸汽回收系统由蒸汽喷射压缩器（水汽喷射器）、闪蒸罐、冷凝水回收泵防汽蚀装置、自动控制系统等组成。
♦闪蒸汽回收后自身循环使用
来自用汽设备的高温冷凝水靠疏水阀背压进入闪蒸罐，冷凝水在闪蒸罐中进行闪蒸，蒸汽通过蒸汽喷射增压，利用高压蒸汽回收升压后重新回到用汽设备中。
冷凝水通过带防汽蚀装置的离心泵输送到用热水设备。
简易系统流程图：
♦蒸汽梯级利用
若企业用汽设备有多个压力等级，可考虑蒸汽的梯级利用。
高压用汽设备冷凝水进入闪蒸罐产生的闪蒸汽，经过蒸汽喷射增压升压后，供压力较低的用汽设备使用。
冷凝水通过带防汽蚀装置的离心泵输送到用热水设备。
简易系统流程图：
♦ 闪蒸汽加热生产或生活用水
若企业新蒸汽压力和实际设备用汽压力压差较小，且用汽压力等级单一，不具备提升闪蒸汽压力供设备使用的条件，可用水汽喷射器将闪蒸汽回收后用于加热除盐水或生产用热水等。
水汽喷射器采用汽水互喷原理，将低参数蒸汽与水在平稳状态下完全混合，实现采暖及工业生活用热水的生产，主要用于乏汽（余热）回收利用项目。
简易系统流程图：
水汽喷射器
闪蒸汽
高温水。
蒸汽系统蒸汽耗量计算(2019)
蒸汽耗量计算蒸汽系统的优化设计很大程度上取决于是否能精确估计蒸汽的用量。
这样才可以计算蒸汽的管道口径和各种附件的口径如控制阀、疏水阀等，以达到最佳的效果。
确定工厂的蒸汽负荷可以有不同的方法：1.使用传热公式可以分析设备的热输出，可以估计蒸汽的耗量。
计算加热物质所需热量的公式，可以适用于绝大多数的传热制程------Q= m* cp*∆T / t。
Q = 热量 (kJ)；m = 物质的质量 (kg)；cp = 物质的比热 (kJ/(kg·℃))；∆T = 物质的上升温度(℃)；t = 加热的时间（s）。
计算非流动型应用的平均换热功率将一定质量的油在10min （600s）内从温度35℃加热到120℃。
油的体积为35L，在该温度范围内比重为0.9，比热为1.9 kJ/(kg·℃)。
确定所需的换热功率：油的质量m = 0.9×35 = 31.5 kgQ =31.5kg×1.9kJ/(kg·℃)×(120-35)℃/600sQ = 8.48 kJ/s(8.48kW)2.蒸汽的耗量可以使用流量测试设备直接测量。
这对于现有的设备可以得到足够精确的数据。
通过收集冷凝水来对一个夹套锅进行测试，在本例中使用一个空的水罐和台秤。
这种方法容易操作，也能达到的精确的测量结果。
3.额定热功率（或设计额定值）通常标志在工厂各个设备的铭牌上，该数据由设备制造商提供。
这些额定值通常以kW表示的热量输出，以kg/h表示的蒸汽耗量取决于使用的蒸汽压力。
如果负荷用kW表示，蒸汽压力给定，蒸汽的流率可以用公式确定：蒸汽中的热量用来做两件事：1.使产品温度改变，也就是说提供“加热”部分。
2.来维持产品的温度（由于自然的热量损失或设计的热量损失），也就是说提供“热量损失”部分。
罐体的能量损耗顶部开口罐体，这些罐体的热负荷计算需要综合考虑其内的物品和材料，并计算蒸发损失。
脱油脂箱-脱油脂是在产品经过机械加工之后但在最终装配之前进行的，从金属表面去掉沉积的油脂或冷却油的工艺。
常用热能分析软件简介
常用热能分析软件简介在经历了上个世纪70 年代的全球石油危机之后,建筑模拟受到了越来越多的重视,同时随着计算机技术的飞速发展和普及,大量复杂的计算变为可行。
于是在上个世纪70 年代中期,逐渐在美国形成了两个著名的建筑模拟程序:BLAST和DOE-2 。
欧洲也于上个世纪70 年代初开始研究模拟分析的方法,产生的具有代表性的软件是ESP-r。
现在运用比较广泛的计算机热工分析软件有DOE-2、EnergyPlus、ESP-R、ECOTECT、BLAST等。
国外常用的能耗模拟软件见下表：国内常用的能耗模拟软件见下表：1、DOE-2DOE-2是一个在美国能源部的财政支持下由劳伦斯伯克利国立实验室的模拟研究小组开发的，提供建筑设计者，和研究人员使用的计算机软件。
DOE-2功能非常强大，，他在美国已得到成功的运用并且成功地应用于若干个国家的建筑节能标准编制工作。
2、BLAST基于Windows的友好的操作界面，结构化的输入文件，可分析热舒适度，高强度或低强度的辐射换热，变传热系数下能耗分析。
输入文件可由专门模块HBLC在Windows操作环境下输入，也可在记事本中直接编辑。
它可供工业供冷，供热负荷计算，建筑空气处理系统以及电力设备逐时能耗模拟。
3、EnergyPlusEnergyPlus 是美国劳伦斯·伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory) 等科研机构新开发的能耗分析软件。
4、ESP-RESP-r由Energy System Research Unit在位于苏格兰格拉斯哥的斯特拉思克莱德大学机械工程系的研究成果基础上开发。
优点是比较接近实际，整体的性的评价。
可模拟和分析当前比较前言的和创新技术。
但需要使用者有较强的专业知识，需对专业知识有较深入的了解。
5、ECOTECTEcotect是由英国Square One公司开发的生态建筑设计软件，它主要应用于方案设计阶段，具有速度快，直观，技术性强等优势，而且可以和一系列精确分析软件相结合作进一步的分析。
闪蒸过程计算课件
随着计算机技术和人工智能的 不断发展，闪蒸过程计算技术 将更加智能化和自动化。
闪蒸过程计算技术将与工业互 联网、大数据等技术相结合， 实现更加精细化的生产控制和 管理。
技术发展展望
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重 基础理论研究，推动技术的创新和发 展。
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重 与实际生产相结合，提高生产效率和 经济效益。
模型验证
实验数据采集
通过实验手段获取实际闪蒸过程 的各项数据，用于验证模型的准
确性。
模型验证方法
选择合适的验证方法，如对比法、 回归分析法等，对模型进行验证。
结果评估
对比模型计算结果与实验数据， 评估模型的准确性和可靠性。
04
闪蒸过程计算实例
实例一：简单闪蒸罐的计算
总结词
单级闪蒸的计算
详细描述
闪蒸过程计算课件
目 录
• 闪蒸过程简介 • 闪蒸过程计算基础 • 闪蒸过程计算模型 • 闪蒸过程计算实例 • 闪蒸过程计算软件介绍 • 闪蒸过程计算的发展趋势与展望
01
闪蒸过程简介
闪蒸过程的定义
• 闪蒸过程的定义：闪蒸过程是指高温高压的水在瞬间减压 至常压或较低压力时，部分水蒸气闪蒸成气体的过程。
实时数据采集
软件能够实时采集现场数据，包括温度、 压力、流量等参数，确保数据的准确性和 实时性。
计算模型
软件内置多种计算模型，如闪蒸计算模型、 热力学计算模型等，可根据实际需求选择 合适的模型进行计算。
数据处理与可视化
报告生成
软件能够对采集的数据进行实时处理，并 以图表、曲线等形式展示数据，便于用户 分析和理解。
02
闪蒸过程计算基础
热力学基础
01
闪蒸原理
闪蒸原理闪蒸和蒸馏不同，在闪蒸过程中没有热量加入。
其原理很简单，物质的沸点是随压力增大而升高，那么是不是压力越低，沸点就越低呢。
那好，这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。
这时，流体温度高于该压力下的沸点。
流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。
使流体达到气化的设备不是闪蒸罐，而是减压阀。
闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。
可以看出闪蒸也是有代价的，就是牺牲压力能量。
一句话，闪蒸就是通过减压，是流体沸腾，而产生汽液两项。
建立一个新的压力等级下的汽液平衡。
多用于纯物质。
闪蒸, "FLASHING", 确实是从减压导致的汽液分离现象引申出的形象词汇, 如8楼的描述. 不过其严格定义适用的范围远不止此. 比较严格的定义是从一个热力学平衡态到下一个热力学平衡态变化的计算. 因此, 如果两个热力学状态的变化只有压力的降低, 并无内外功的交换和热的交换, 那的确与8楼描述的现象类似, 也是最容易想象的过程, 也是该词汇导出的源头. 实际上, 塔的蒸馏计算中, 每一块理论板都要进行这样的闪蒸计算, 不过此时一般的名称叫"平衡级"计算, 理论上更严格一些, 而其计算的内容是完全一样的. 每一个严格的或"闪蒸"计算或"平衡级"计算, 都必须满足以下三大平衡:质量平衡, 能量平衡和相平衡. 因此, 一个标准的"闪蒸"计算模块,既可处理压力的变化(升高或降低), 也可处理热的交换和功的交换. 内外功的交换和热量交换主要反映在能量平衡中, 质量平衡和相平衡则主要确定汽化分率和汽液相组成. 此外, "闪蒸"计算还有一个非常重要和有难度的任务, 是判断您指定的状态是否处于汽液两相, 还是仅汽相或仅液相. 而且, 液液平衡的计算一般也需要"闪蒸"计算承担, 当然有些软件单拿出来,因为计算难度更高. 以上对"闪蒸"的描述仅一家之言, 不是非常严谨, 但相对更准确一些. 总之, 不管您用PROII, ASPEN或HYSIS, 闪蒸"计算着实为其最基础的核心.闪蒸原理(2009-11-13 09:14:35)转载分类：工程技术标签：科技文化根据亨利定律P=EX，不同温度与分压下气相溶质在液相溶剂中溶解度不同。
手把手教你用aspen plus作各种类型的闪蒸计算
闪蒸是化工行业比较常见的单元操作，闪蒸类型很多，最常见的是绝热闪蒸和等温闪蒸，也可以指定温度或压力算，只需指定duty的数值，或指定气体分数为0－1之间某个数值的计算。
闪蒸操作的自由度为C(组分数)+4，可以从闪蒸罐温度，压力，气体分数，热负荷这四项中选任意两个。
[本帖最后由 lsrwan 于 2009-4-14 21:39 编辑]c1.JPG(6.4 KB, 下载次数: 70)建立流程，然后点data－>setupc2.JPG(12.34 KB, 下载次数: 33)老规矩，输入帐号c2.5.JPG(15.66 KB, 下载次数: 31)选取组分c3.JPG(29.89 KB, 下载次数: 33)选取热力学方法c4.JPG(26.64 KB, 下载次数: 28)这是NRTL的参数，不必理会直接nextc5.JPG(26.45 KB, 下载次数: 33)输入流体的参数，此时该流体处于气液平衡状态c6.JPG(13.07 KB, 下载次数: 32)等温闪蒸，罐的压力温度与流体相同，这是理想状体，实际很难完全实现c7.JPG(39.31 KB, 下载次数: 35)等温闪蒸结果，可以看出进行了分离绝热闪蒸设置，duty为0c9.JPG(38.14 KB, 下载次数: 35)绝热闪蒸结果，可以看出流体1的焓为流体2 3之和c10.JPG(13.75 KB, 下载次数: 32)这是泡点压力计算的设置c11.JPG(33.65 KB, 下载次数: 29)通过计算可以知道与用aspen properties结果是一样一样的c12.JPG(13.51 KB, 下载次数: 31)这是露点压力计算的设置c13.JPG(34.21 KB, 下载次数: 33)它与用aspen properties结果也是一样一样的c14.JPG(13.83 KB, 下载次数: 29)泡点温度计算的设置c15.JPG(34.03 KB, 下载次数: 29)泡点温度计算的结果c16.JPG(13.69 KB, 下载次数: 26)露点温度计算的设置c17.JPG(34.83 KB, 下载次数: 29)露点温度计算的结果附图是我做用aspen propertires的进料组成下的80F,15Psia条件下的泡点与露点的温度及压力，可以看出泡点因此进料也是80F），那么压力就必须设在泡点压力与露点压力之间，如果我设的闪蒸罐的压力比泡点压力还要的闪蒸罐的压力比露点压力还要低，那么进入闪蒸罐的流体将全部气化而从罐顶流出，也起不到分离的作用，这计算露点与泡点时，为什么把压力设为15psia，是这样的，当你进行露点温度与泡点温度计算的时候，计算的度与泡点温度，我设为15psia比一个大气压稍大一点，这样的压力比较常见，因此我选的是15psia。
三效蒸发的仿真总结
三效蒸发的仿真总结目前国内离子膜法烧碱蒸发工艺有双效蒸发和三效蒸发等，其中三效逆流降膜蒸发工艺一次性投资高，但具有能耗低、设备能力大等优点，是一种比较先进的蒸发工艺。
化工模拟软件AspenPlus具有完备的物性数据库，可通过已经建立或用户自行建立的单元操作模型，对工艺流程进行模拟求解，得到流程的详细信息，帮助工程师寻找合理的工艺条件。
应用该软件建立各类化工装置的模型，可以评价已有装置的运行工况，优化操作条件，也可用于装置工艺改进时不同技术方案的效能预测和设备选型。
本文中通过AspenPlus建立三效逆流降膜蒸发装置的模型，对不同工况下装置运行情况进行计算和分析，以确定合理的生产工艺参数。
1三效逆流降膜蒸发工艺流程三效逆流降膜蒸发工艺流程如图1所示。
图1．三效逆流蒸发丁艺流程示章图来自离子膜电解工序的32%（质量分数，下同）原料碱液送入碱液贮槽，由泵自顶部加入I效蒸发器，沿蒸发器列管内壁形成均匀完整的液膜向下流动，与来自Ⅱ效蒸发器的二次蒸汽换热。
浓缩后的碱液送至Ⅱ效蒸发器，与来自Ⅲ效蒸发器的二次蒸汽换热，浓缩后的碱液送至Ⅲ效蒸发器，与生蒸汽换热蒸发后浓缩至产品要求浓度。
I效、Ⅱ效、Ⅲ效蒸发器的操作压力和碱浓度依次升高，各效蒸发器出口的烧碱和蒸汽冷凝液温度存在较大的温差，因此可以通过热交换有效回收热能，减少生蒸汽用量，从而降低蒸汽单耗。
2模型的建立通过对蒸发装置的分析，可以将系统拆分为几个同类型的模块。
首先建立单个蒸发器的基础模型，然后进行组合得到全局模型。
2.1基础模型的建立AspenPlus软件含有几乎全部的单元操作模型，使用不同的基础模型，依据能量和物料平衡基本原理，对不同工艺流程进行模拟。
对于烧碱蒸发装置,其主要操作单元为蒸发器,在本模拟中采用Heater、Flash2、Mixer和Splitter模型的不同组合，模拟工艺中的蒸发器、闪蒸罐等操作单元。
2.1.1蒸发器模型的建立蒸发器模型的建立选用AspenPlus软件中的换热器模型Heater和分离器模型Flash2。