孙兰义教授新作《换热器工艺设计》第1章换热器设计软件介绍与(精)
孙兰义教授新作《换热器工艺设计》第3章 管壳式换热器ppt
3.1 管壳式换热器的特点
管壳式换热器型号表示方法
图3-4换热器型号表示方法
3.2 管壳式换热器结构参数选择
换热管
管子外形 换热器的管子外形有光滑管、螺纹管和波纹管等多种型式。 光滑管适用于任何条件，应用面广。 当壳程流体的传热系数只有管程的1/3时，采用螺纹管，能强化壳程传热过
（2）容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质不能采用固定管
板式换热器，否则管束既无法更换，又无法机械清扫。
3.1 管壳式换热器的特点
表3-1 管壳式换热器系列特征和适用范围
系列范围 类型 系列名称 管子 （外径× 公称直径 /mm 管程 数 管长/m 厚度）/（mm ×mm） 热膨胀补偿方式：刚性，温差 温差较小； 壳程压 固定 管板 式 GB/T 28712.2 —2012 159~1800 1，2， 1.5， 2， 3， ϕ19×2 4，6 4.5，6，9 ＜50℃；加膨胀节，温差＜ △ 90~120℃；结构简单、紧凑， 长管时造价最低，管束不可抽 立式或卧式 出 U形 管式 GB/T 28712.3 —2012 U 形端自由伸缩补偿性好；结 构简单，管束抽出容易；管子 ◇ 排列不紧凑，管长分布不均匀 浮头可伸缩，补偿性好，管束 外均可承受高温 □ 可抽出；造价较高 高压 温差较大； 管内流 体较干净； 管内可 承受高压 适用面广泛； 管内 力低； 壳程流体清 洁且不易结垢； 可 排列 方式
部件如图3-2所示。 同TEMA主要组合部件相比，我国GB/T 151— 1999规定的主要组合部件中增加了U形管换热器壳 体（I）和外导流筒结构（O），在釜式再沸器（K ）中增加了双管束型式，取消了穿流壳体（全错流 X），在GB/T 151—1999中，将管壳式换热器的主 要组合部件分为前端管箱、壳体和后端结构（包括 管束）三部分，详细分类及代号见图3-3。
HTRI培训教程1
仿真计算
利用HTRI软件强大的计算功能，对 换热器进行仿真计算，得到详细的温 度场、流场和压力场等结果。
传热计算与性能评估
传热计算
根据仿真结果，计算换热器的传 热系数、热流量和换热效率等关
键参数。
性能评估
将计算结果与实验数据或设计要求 进行对比，评估换热器的性能优劣 。
优化设计
根据性能评估结果，对换热器结构 或操作参数进行优化设计，提高换 热效率。
换热器的性能。
04
换热器运行与维护管理
换热器清洗与除垢方法
010203 Nhomakorabea04机械清洗
利用刷子、刮刀等机械工具清 除换热器表面的污垢和沉积物
。
高压水清洗
使用高压水枪对换热器进行冲 洗，清除内部的杂质和沉积物
。
化学清洗
使用化学清洗剂对换热器进行 浸泡或循环清洗，溶解和去除
垢层。
超声波清洗
利用超声波的空化作用对换热 器进行清洗，去除难以清除的
板式换热器
由一系列金属板片组成， 通过板片之间的间隙进行 传热，具有结构紧凑、传 热效率高等特点。
螺旋板式换热器
由两张平行的金属板卷制 成螺旋形，形成两个均匀 的螺旋通道，适用于粘性 较大的液体和气体换热。
换热器传热原理
热传导
热量通过物体内部的微观 粒子（如分子、原子、电 子等）的热运动进行传递 。
大数据与云计算技术应用
数据驱动建模
01
利用大数据技术对海量数据进行处理和分析，提取有用信息，
构建更精确的仿真模型。
云仿真平台
02
借助云计算技术，实现仿真资源的弹性扩展和按需使用，降低
计算成本。
协同设计与仿真
03
ASPENPLUS换热器设计说明
ASPENPLUS换热器设计说明ASPEN PLUS换热器设计说明ASPEN PLUS与换热器设计程序的界面本章讲述的是如何使用ASPEN PLUS 自带的换热器设计程序界面(HXINT)在ASPEN PLUS运行与换热器设计程序包之间传输加热/冷却曲线的数据。
本章的主题包括：§生成物性数据§开始运行HTXINT§选择加热/冷却曲线的结果§生成界面文件§在换热器设计程序包中使用界面程序关于换热器设计程序界面用户可以使用HTXINT程序从一个ASPEN PLUS 运行程序中选择加热/冷却曲线数据，并将这些数据传输到某个能被下列换热器设计程序包读取的文件中：§B-JAC中的HETRAN§HTFS的TASC, ACOL, 以及APLE§HTFS的M-系列程序, 包括M-TASC, M-ACOL, 以及M-APLE§HTRI的ST, CST, ACE, PHE以及RKH用户还可以扩展由加热/冷却曲线所得到的默认数据，使其包括换热器设计程序包所需要的所有物性数据。
完成一次ASPEN PLUS 运行之后，在开始运行设计程序之前要先运行HTX INT。
HTXINT将通过一系列提示给用户以指引，为换热器设计程序选择加热/冷却曲线。
HTXINT是一个用于调用ASPEN PLUS 摘要文件工具的应用程序。
在模拟中生成物性数据HTXINT所使用的物性数据来自加热/冷却曲线，许多ASPEN PLUS单元操作模型都可以生成这种曲线。
在使用HTXINT时，用户必须先使用ASPEN PL US 生成所需的加热/冷却曲线，对于每个想要的单元模块都要生成加热/冷却曲线(一条或多条)。
关于指定加热/冷却曲线的详细细节，请参见第10章“要求加热/冷却曲线计算”一节。
在模块的Hcurve上就可以：1.在“Property Sets”栏下选择“HXDESIGN”2.选择所需采样点的数目。
孙兰义教授新作《换热器工艺设计》 第2章 流体物性
Aspen Properties为Aspen Plus所使用的物性包，适用于化工物系，其中包括一 些极性以及非理想物系，在1 MPa以下，对于极性或非理想物系使用活度系数模型 （如NRTL或UNIQUAC）；1 MPa以上使用状态方程模型（如Peng-Robinson、
2.2.2 Aspen EDR流体物性页面
点击进入Input|Property Data|Hot/Cold Stream Properties页面，该页面包 括Properties（物性）、Phase Compositions（相态组成）、Component Properties（组分物性）、Properties Plots（物性绘图）四部分。
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
Composition——Aspen Properties
图2-1 Aspen Properties物性包Composition页面
2.2.1 Aspen EDR流体组成页面
使用Aspen Properties物性包添加组分的流程如下：
（1）输入组分的名称 （2）点击此按钮查找
CHEMICAL（化学）
COALPROC（煤加工） COMMON（通用） ELECTROL（电解质） ENVIRON（环境） GASPROC（气体加工）
HF-ACID（氢氟酸） METAL（冶金） OIL-GAS（石油和气体加工） PETCHEM（石油化工） POLYMER（聚合物系） POWER（发电） REFINERY（炼油） SYNFUEL（合成燃料） WATER（水） Chemical systems （化工系统） Hydrocarbon systems （油气系统）
第2章 流体物性
化工设计 换热设备工艺设计PPT课件
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设计一般原则
1、基本要求：首要满足工艺及操作条件要求。在工艺条 件下长期运转，安全可靠，不泄露，维修清洗方便。 满足工艺要求的传热面积，尽量有较高的传热效率。
2、介质流程：常用介质流程安排： a) 腐蚀性介质宜走管程，可降低对外壳材质的要求； b) 毒性介质走管程，泄露的概率小； c) 易结垢的介质走管程，便于清洗和清扫； d) 压力较高的介质走管程，减少对壳体机械强度要求； e) 温度高的介质走管程，可改变材质，满足介质要求； f) 黏度较大、流量小的介质选在壳程，提高传热系数。
分别指定冷热两侧不同相态组合下的传热系数 • 幂函数 (Power law expression) • 换热器几何结构 (Exchanger geometry) • 膜系数 (Film coefficients) • 用户子程序 (User subroutine)
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HeatX — 结果查看
HeatX最重要的是热参数结果(Thermal results)， 其下包括五张表单：
• 概况
Summary
• 衡算
Balance
• 换热器详情 Exchanger details
• 压降/速度 Pre drop/velocities
• 分区
Zones
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概 况 (Summary) 表 单 给 出 了 冷 、 热 物流的进、出口温度、压力、蒸汽分率 (Vapor fraction) ， 以 及 换 热 器 的 热 负 荷 (Heat duty)。
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HeatX — 压降
分别指定热侧和冷侧的出口压力 (Outlet pressure)
换热器设计软件介绍与入门
第1章换热器设计软件介绍与入门孙兰义2014-11-2主要内容1 ASPEN EDR软件1.1 Aspen EDR简介1.2 Aspen EDR图形界面1.3 Aspen EDR功能特点1.4 Aspen EDR主要输入页面1.5 Aspen EDR简单示例应用2 HTRI软件2.1 HTRI简介2.2 HTRI图形界面2.3 HTRI功能特点2.4 HTRI主要输入页面2.5 HTRI简单示例应用Aspen Exchanger Design and Rating（Aspen EDR）是美国AspenTech 公司推出的一款传热计算工程软件套件，包含在AspenONE产品之中。
Aspen EDR能够为用户用户提供较优的换热器设计方案，AspenTech 将工艺流程模拟软件和综合工具进行整合，最大限度地保证了数据的一致性，提高了计算结果的可信度，有效地减少了错误操作。
Aspen7.0以后的版本已经实现了Aspen Plus、Aspen HYSYS和Aspen EDR的对接，即Aspen Plus可以在流程模拟工艺计算之后直接无缝集成转入换热器的设计计算，使Aspen Plus、Aspen HYSYS流程计算与换热器详细设计一体化，不必单独地将Aspen Plus计算的数据导出再导入给换热器计算软件，用户可以很方便地进行数据传递并对换热器详细尺寸在流程中带来的影响进行分析。
Aspen EDR的主要设计程序有：①Aspen Shell & Tube Exchanger：能够设计、校核和模拟管壳式换热器的传热过程②Aspen Shell & Tube Mechanical：能够为管壳式换热器和基础压力容器提供完整的机械设计和校核③HTFS Research Network：用于在线访问HTFS的设计报告、研究报告、用户手册和数据库④Aspen Air Cooled Exchanger ：能够设计、校核和模拟空气冷却器⑤Aspen Fired Heater：能够模拟和校核包括辐射和对流的完整加热系统，排除操作故障，最大限度的提高效率或者找出潜在的炉管烧毁或过度焦化⑥Aspen Plate Exchanger ：能够设计、校核和模拟板式换热器；⑦Aspen Plate Fin Exchanger：能够设计、校核和模拟多股流板翅式换热器Aspen Shell & Tube Exchanger用于管壳式换热器的详细模拟和优化设计，是新一代传热动力学模拟、设计软件。
aspen 设计换热器
基于过程模拟软件的管壳式换热器优化设计摘要：提出基于国际流行的ASPEN PLUS模拟软件,通过与必要的手工计算相结合,高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。
复杂而且繁琐的能量平衡和压力降计算由软件来完成,设计者只需依照相关的标准,通过简单的手工计算确定出离散变量的取值,再基于模拟软件的计算结果,在压力降和标准许可的范围内,调整离散变量的取值以便进一步提高总传热系数,从而节省传热面积。
通过重新设计一个文献实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积比报道值节省了66. 7%。
换热器是一种实现物料之间热量传递的设备,广泛应用于化工、冶金、电力、食品等行业。
在化工装置中换热设备占设备数量的40%左右,占总投资的35% ~46%。
目前,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。
一般来讲,管壳式换热器具有易于加工制造、成本低、可靠性高,且能适应高温高压的特点。
随着新型高效传热管的不断出现,使得管壳式换热器的应用范围得以不断扩大,更增添了管壳式换热器的生命力。
如何根据不同的生产工艺条件设计出投资省、能耗低、传热效率高、维修方便的换热器,是工艺设计人员重要的工作,也是化工类专业学生必修的课程设计项目之一。
换热器的工艺设计主要包括传热和阻力计算两个方面。
由于换热器的设计方法比较烦杂,且需要迭代计算,故借助于日益普及的计算机软件进行优化设计则可以极大地提高工作效率。
目前,工程上已大量使用商业软件进行换热器的计算。
最著名的专业换热器计算软件主要有成立于1962年的美国传热研究公司(HeatTrans-ferResearch Inc.,即HTRI)开发的XchangerSuite软件;成立于1967年的英国传热及流体服务中心(HeatTransferand Fluid Flow Service,即HTFS)开发的HTFS系列软件[1]和B-JAC软件。
《2024年波节管换热器设计及传热软件开发研究》范文
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，换热器作为热能转换的核心设备，其性能和效率直接影响到整个工业生产过程。
波节管换热器因其结构紧凑、传热效率高、抗污能力强等优点，在众多领域得到了广泛应用。
然而，其设计及传热过程的复杂性，使得传统的设计方法和软件工具已无法满足日益增长的技术需求。
因此，本文旨在研究波节管换热器的设计方法及开发新的传热软件，以提高其性能和效率。
二、波节管换热器设计研究1. 设计原理与结构特点波节管换热器是一种新型的高效换热设备，其设计原理基于流体力学和传热学理论。
其结构特点主要包括：波节管、壳体、封头、进出口管等部分。
其中，波节管是换热器的核心部分，其特殊的波形结构能够有效地增强流体的湍流程度，从而提高传热效率。
2. 设计方法与流程波节管换热器的设计过程需要综合考虑多种因素，包括工艺要求、材料性能、制造工艺等。
设计方法主要包括理论计算、数值模拟和实验验证三个步骤。
首先，根据工艺要求进行理论计算，确定换热器的初步结构参数；然后，利用数值模拟软件对换热器进行流场和温度场分析，优化结构参数；最后，通过实验验证数值模拟结果的准确性，进一步优化设计。
三、传热软件开发研究1. 软件需求分析为了满足波节管换热器设计的需要，开发一款新的传热软件势在必行。
该软件需要具备以下功能：能够进行流场和温度场的数值模拟、能够优化换热器结构参数、能够提供直观的结果展示和数据分析等。
2. 软件设计与实现根据需求分析，我们设计了一款基于计算机辅助设计（CAD）和计算流体动力学（CFD）技术的传热软件。
该软件采用模块化设计，包括前处理模块、求解模块和后处理模块。
前处理模块主要用于建立换热器的几何模型和物理模型，求解模块利用CFD技术进行流场和温度场的数值模拟，后处理模块用于结果展示和数据分析。
3. 软件应用与验证为了验证软件的准确性和可靠性，我们将其应用于实际工程项目的波节管换热器设计。
化工原理课程设计说明书换热器的设计共31页word资料
中南大学化工原理课程设计2019年01月22日目录一、设计题目及原始数据（任务书） (3)二、设计要求 (3)三、列环式换热器形式及特点的简述 (3)四、论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择 (8)五、换热过程中的有关计算（热负荷、壳层数、总传热系数、传热面积、压强降等等） (10)①物性数据的确定 (14)②总传热系数的计算 (14)③传热面积的计算 (16)④工艺结构尺寸的计算 (16)⑤换热器的核算 (18)六、设计结果概要表（主要设备尺寸、衡算结果等等） (22)七、主体设备计算及其说明 (22)八、主体设备装置图的绘制 (33)九、课程设计的收获及感想 (33)十、附表及设计过程中主要符号说明 (37)十一、参考文献 (40)一、设计题目及原始数据（任务书）1、生产能力：17×104吨/年煤油2、设备形式：列管式换热器3、设计条件：煤油：入口温度140o C，出口温度40 o C冷却介质：自来水，入口温度30o C，出口温度40 o C允许压强降：不大于105Pa每年按330天计，每天24小时连续运行二、设计要求1、选择适宜的列管式换热器并进行核算2、要进行工艺计算3、要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、横算结果等）4、编写设计任务书5、进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图。
一剖面图，两个局部放大图。
设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。
）三、列环式换热器形式及特点的简述换热器概述换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在换热器中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。
在工程实践中有时也会存在两种以上的流体参加换热，但它的基本原理与前一种情形并无本质上的区别。
《化工流程模拟实训—AspenPlus教程（孙兰义主编）》配套PPS课件第6章换热器单元模拟
《化工流程模拟实训—AspenPlus教程（孙兰义主编）》配套PPS课件第6章换热器单元模拟第6章换热器单元模拟作者：全本军孙兰义换热器单元模拟6.1 概述6.2 换热器Heater6.3 换热器HeatX6.1 概述1、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。
2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。
通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11％～40％。
换热器定义：换热器是用来改变物流热力学状态的传热设备。
Aspen Plus 换热器单元模块说明：模块说明功能适用对象Heater加热器或冷却器改变一股物流的热力学状态加热器、冷却器、仅涉及压力的泵、阀门或压缩机HeatX两股物流换热器模拟两股物流换热过程管壳式换热器、空冷气、板式换热器MHeatX 多股物流换热器模拟多股物流换热过程LNG 换热器等Heater模型用于模拟单股或多股物流，使其变成某一特定状态下的单股物流；也可通过设定条件来求已知组成物流的热力学状态。
Heater可以进行以下类型的单相或多相计算：1.求已知物流的泡点或者露点2.求已知物流的过热或者过冷的匹配温度3.计算物流达到某一状态所需热负荷4.模拟加热器（冷却器）或换热器的一侧5.模拟泵、压缩机、压缩机（仅改变压力，不涉及功率）进料物流（任意股）出口物流热流率（可选）热流率（可选）倾析水（可选）物料流热流入口至少一股物料流入口任意股热流可选的出口一股物料流出口一股热流可选的一股水倾析物流可选的典型的Heater 流程连接图Heater模型设定参数闪蒸规定(Flash specifications)有效相态(ValidPhase)温度Temperature蒸汽Vapor-Only压力Pressure液体Liquid-Only温度Temperature change固体Solid-Only蒸汽分率Vapor fraction汽-液Vapor-Liquid过热Degrees of superheating汽-液-液Vapor-Liquid-Liquid 过冷Degrees of subcooling液-游离水Liquid-Freewater热负荷Heatduty汽-液-游离Vapor-Liquid-Freewater Heater模型有两组模型设定参数：闪蒸规定与有效相态注意：指定压力(Pressure)，当指定值>0时，代表出口的绝对压力值；当指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。