03 第三讲_流体输送单元的仿真设计[1].pps
流体流动综合实验3d模拟仿真数据
流体流动综合实验3d模拟仿真数据流体流动综合实验是一项非常重要的实验，它可以通过3D模拟仿真数据展示流体在不同条件下的流动情况。
这项实验的成果对于工程领域的流体力学设计和优化具有指导意义。
在流体力学领域，流动是一种普遍存在的现象。
无论是气体还是液体，流动都会发生。
而流体流动综合实验的目的就是通过模拟仿真数据，研究和分析流体在不同条件下的流动特性。
首先，流体流动综合实验通过3D模拟技术可以展示流体在不同速度、压力和温度下的流动情况。
通过调整这些参数，可以观察到不同的流动模式，如层流和湍流。
这对于工程设计中的管道系统和流体传递过程的优化具有重要意义。
其次，流体流动综合实验还可以模拟流体在不同几何形状的介质中的流动情况。
例如，在流体流动中，产生的阻力与流体通过的管道或器件的形状有关。
通过模拟仿真数据，可以优化这些形状，降低流体的阻力，提高流体的运输效率。
此外，流体流动综合实验还可以研究不同材料介质对流体流动的影响。
例如，通过模拟仿真数据可以观察到流体在不同材料介质中的流动速度和流动路径。
这对于材料选择和工程设计中的流体传递过程有着重要的指导意义。
流体流动综合实验作为一项重要的实验，在工程设计中有着广泛的应用。
通过模拟仿真数据，我们可以全面地了解流体在不同条件下的流动特性，优化流体力学系统的设计，提高流体传递的效率。
总之，流体流动综合实验的3D模拟仿真数据可以为工程领域的流体力学设计和优化提供重要的指导。
通过观察流体在不同条件下的流动情况，优化流体传递过程中的参数和介质选择，我们可以提高流体的运输效率，降低能耗，进一步推动工程领域的发展。
流体流动综合实验的成果对于工程领域的流体力学设计和优化具有重要的指导意义，有助于提高工程实践的效率和可持续发展水平。
化工模拟软件aspenplus学习第5章流体输送单元模拟
化工模拟软件aspenplus学习第5章流体输送单元模拟第5章流体输送单元模拟作者：王丁丁孙兰义目录5.1 概述5.2 泵Pump5.3 压缩机Compr5.4 多级压缩机Mcompr ?5.5 阀门Valve5.6 管段Pipe5.7 管线系统Pipeline5.1 概述Aspen Plus提供6种流体输送单元模块（Pressure Changers）5.2 泵PumpPump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。
5.2 泵Pump——连接泵Pump连接示意图输入参数输出结果出口压力（Discharge pressure）所需功率（Fluid power/Brake power）压力增量（Pressure increase）所需功率（Fluid power/Brake power）压力比率（Pressure ratio）所需功率（Fluid power/Brake power）指定功率（Power required）出口压力（Discharge pressure）特性曲线（Use performance curve to determine discharge conditions）所需功率（Fluid power/Brake power）泵Pump模块有5种计算形式出口压力、泵的水力学效率和驱动机效率?常用参数指定：指定模型指定参数指定效率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特性曲线的数目，有三个选项：●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 .选择曲线形式设定特性曲线变量选择曲线数目在Curve Data页面中输入特性曲线数据：●特性曲线变量的单位Units of curve variables●每根曲线特性数据表如Head vs. flow tables●每根曲线的对应转速Curve speeds曲线变量单位曲线对应转速输入流量—扬程数据在Efficiencies页面中输入效率数据：输入流量—效率数据当泵的操作转速与特性曲线的转速不同时，还要输入操作转速数据：规定操作转速用多项式表示特性曲线：输入多项式系数5.2 泵Pump ——NPSHR （1）汽蚀余量又叫净正吸头NPSH ，是表示汽蚀性能的主要参数。
fluidsim仿真课程设计
fluidsim仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解流体力学的基本原理，掌握流体仿真模拟的基本概念和过程。
2. 学生能够描述流体sim仿真的基本步骤，包括建立模型、设置边界条件、选择合适算法等。
3. 学生能够识别并解释流体sim仿真结果中的关键参数和图形表示。
技能目标：1. 学生能够运用流体sim软件进行简单的流体动力学场景搭建和模拟。
2. 学生能够操作软件进行数据输入、参数调整及结果分析。
3. 学生通过实际案例，学会结合实际问题选择合适的流体仿真方法，进行问题解决。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对流体力学及仿真技术的兴趣，激发其探究自然科学的精神。
2. 增强学生的团队合作意识，通过小组讨论与合作完成仿真项目。
3. 强化学生的实际应用意识，理解流体仿真技术在工业、环境等领域的实际意义和价值。
本课程旨在结合流体力学理论知识与计算机仿真技术，提高学生的理论应用能力和实践技能。
针对高年级学生的认知特点，课程设计注重理论与实践相结合，强调学生的主动参与和实际操作，培养学生解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生不仅能够掌握流体sim仿真的基本技能，而且能够形成积极的学习态度和对科学技术的正确认识。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 流体力学基础理论回顾：流体性质、流体静力学、流体动力学基本方程。
- 教材章节：第二章 流体力学基础2. 流体sim仿真原理与软件介绍：流体仿真基本原理、常用流体仿真软件及其功能特点。
- 教材章节：第三章 流体仿真原理与软件3. 流体仿真模型的建立与边界条件设置：几何建模、网格划分、边界条件及初始条件设置。
- 教材章节：第四章 流体仿真模型建立与边界条件设置4. 流体仿真算法选择与应用：不同类型的流体仿真算法特点、适用场景及操作步骤。
- 教材章节：第五章 流体仿真算法5. 流体仿真结果分析与评估：仿真结果解读、关键参数分析、误差评估。
- 教材章节：第六章 流体仿真结果分析6. 实际案例分析与讨论：结合实际工程案例，分析流体仿真在工程中的应用。
化工流程模拟实训：Aspen Plus教程 第5章流体输送单元模拟.ppt
曲线 形式
曲线 变量
曲线 数量
其他 选项
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。
结果查看
5.3 压缩机Compr——例题
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PENG-
ROB。
组分
甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 1,3-丁二烯
缩写式
C1 C2 C3 NC4 IC4 DC4
流率，kmol/hr
0.05 0.45 4.55 8.60 9.00 9.00
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：
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。
多级压缩机MCompr 模块用于模拟四种单元设备
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
流体输送设备泵PPT课件
离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮 所产生的离心力，因此称为离心泵。
气缚 离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密 度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小， 叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的 真空度，这样，离心泵就无法工作，这种现象称作 “气缚”。
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感谢您的观看！
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学习本章的目的： 结合化工生产的特点，讨论各种流体输送设备的操
作原理、基本构造与性能，合理地选择其类型、确定 规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置 等。
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一、泵的分类
• 泵的种类及技术性能 按照作用原理泵可分为动力工 泵类、容积式泵类及其他类型泵。
• 1． 离心泵 离心泵的基本性能参数为流量Q(m3/h， L/h)、扬程H(m)、允许汽蚀余量△hr(m)、转速n(转 /min)，轴功率N和效率η。这类泵结构简单，重量 较2．轻轴，流可泵以输轴送流温泵度大不多超是过单8级0℃的的，清可分水为及固物定理叶及片化式 和学可性调质叶类片似式于两水种的。液体。
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3）轴封装置 A 轴封的作用
为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者 外界空气漏入泵壳内。 B 轴封的分类
轴封装置
填料密封：主要由填料函壳、软填料和填 料压盖组成，普通离心泵采用 这种密封。
设备密封：主要由装在泵轴上随之转动的 动环和固定于泵壳上的静环组 成，两个环形端面由弹簧的弹 力互相贴紧而作相对运动，起 到密封作用。
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若是没有一个型号的H、Q与所要求的刚好相符，则在邻近型号中 选用H和Q都稍大的一个；若有几个型号的H和Q都能满足要求，那 么除了考虑那一个型号的H和Q外，还应考虑效率η在此条件下是
第三讲热过程单元的仿真设计
HeatX—— U - 相态法
HeatX—— 详细计算
压降 ( Pressure Drop )
• 分别指定热侧和冷侧的出口压力
( Outlet pressure )
• 根据几何结构计算
( Calculated from geometry )
使用模拟选项时，需设定换热面积，模块计 算两股物流的出口状态。
HeatX—计算类型
2、详细计算
详细计算只能与核算或模拟选项配合。详细 计算可根据给定的换热器几何结构和流动情况计 算实际的换热面积、传热系数、对数平均温度校 正因子和压降。
使用核算选项时，模块根据设定的换热要求 计算需要的换热面积。
使用模拟选项时，模块根据实际的换热面积 计算两股物流的出口状态。
Heater — 应用示例 (5)
求压力为 0.2 MPa，含甲醇 30%w 、 乙 醇 20%w 、 正 丙 醇 20%w、水30%w 的混合物的泡 点和露点。
HeatX 换热器模型
HeatX 模型用于模拟下述结 构的管—壳式换热器：
1. 逆流/并流（Countercurrent / Cocurrent) 2. 折流板壳程（Segmental Baffle Shell) 3. 棍式挡板壳程（Rod Baffle Shell) 4. 裸管/低翅片管（Bare/Low-finned Tubes)
Case Study—批处理运行（3）
Case Study— 结果查看
案例研究的模拟结果采用文件输 出，不能直接从图形用户界面中查看。 运行完成后，会在工作目录下自动生 成 输 入 (*.inp) 、 状 态 (*.sta) 、 简 汇 (*.sum)和输出(*.out) 四个文本文件， 结果数据在*.out文件中，可用文本编 辑软件打开查看和编辑。
Aspen Plus教程 第5章 流体输送单元模拟
H
5
5.2 泵Pump——模块参数（1） 泵Pump模块有5种计算形式
输入参数
输出结果
出口压力（Discharge pressure）
所需功率（Fluid power/Brake power）
压力增量（Pressure increase）
所需功率（Fluid power/Brake power）
H
36
5.4 多级压缩机Mcompr——连接（1） • MCompr 模型的外部连接图如下：
H
37
5.4 多级压缩机Mcompr——连接（2） • MCompr 模型的内部连接图如下：
H
38
5.4 多级压缩机Mcompr——计算模型
• 多级压缩机MCompr 模块用于模拟四种单元设备
多级多变压缩机 Multi-stage Polytropic Compressor
H
23
5.3 压缩机Compr——计算模型（1） • Compr 模块模拟压缩机时提供8种计算模型：
等熵模型 Isentropic ASME等熵模型 Isentropic using ASME method GPSA等熵模型 Isentropic using GPSA method ASME多变模型 Polytropic using ASME method GPSA多变模型 Polytropic using GPSA method 分片积分多变模型
入操作转速数据：
规定操作转速
H
13
5.2 泵Pump——特性曲线（7） • 用多项式表示特性曲线：
输入多项式系数
H
14
5.2 泵Pump——NPSHR（1） • 汽蚀余量又叫净正吸头NPSH，是表示汽蚀性能的主
化工流程模拟实训：AspenPlus教程第5章流体输送单元模拟
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
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。
5.2 泵Pump——连接 泵Pump连接示意图
5.2 泵Pump——模块参数（1） 泵Pump模块有5种计算形式
在Curve Data页面中输入特性曲线数据：
特性曲线变量的单位 Units of curve variables
每根曲线特性数据表 如 Head vs. flow tables
每根曲线的对应转速 Curve speeds
5.2 泵Pump——特性曲线（4）
曲线变 量单位 曲线对 应转速
输入流量—扬程数据
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PENG-
ROB。
组分
甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 1,3-丁二烯
缩写式
C1 C2 C3 NC4 IC4 DC4
流率，kmol/hr
0.05 0.45 4.55 8.60 9.00 9.00
Polytropic using piecewise integration 正排量模型 Positive displacement 分片积分正排量模型
第三讲 流体运动学
任一物理量的质点导数
d (t t , x x, y y, z z ) (t , x, y, z ) lim dt t 0 t
3-2 物理量的质点导数
d (t t , x x, y y, z z ) (t , x, y, z ) lim dt t 0 t
与空间坐标无关，则称为均匀场（均匀流动）。
V V V p p p ... 0 x y z x y z
流动参数仅是时间t的函数，则用欧拉法可表示为：
V =V (t)
3-1 流体运动的描述
三、流场的两个特例
如图所示装置，将阀门A和B的开度调节到使水箱中的水 位保持不变。
二、欧拉法与控制体
速度场可表示为： 压强、密度和温度场表示为：
u u x, y , z , t v v x, y , z , t w w x, y , z , t
其中 x, y, z , t 为欧拉变数
p p ( x, y , z , t ) ( x, y , z , t ) T T ( x, y , z , t )
拉格朗日法
研究对象是一定质点 不能直接反映参数的空间分布 能直接反映质点的时变过程
表达式复杂 数学求解较困难 可直接应用牛二定律建立基本运动方程 (但对所考察物质体的可辨识性有要求)
欧拉法
研究对象是空间某固定点或断面
直接反映参数的空间分布 不能直接反映质点的时变过程
表达式相对 简单 数学求解相对简单 无法直接应用牛二定律建立 基本运动方程
当地(时变)加速度
dV V V V 矢量式为 a dt t
迁移(位变)加速度
3-2 物理量的质点导数
化工流程模拟实训：Aspen Plus教程 第5章流体输送单元模拟
PPT课件
5
5.2 泵Pump——模块参数（1） 泵Pump模块有5种计算形式
输入参数
输出结果
出口压力（Discharge pressure）
所需功率（Fluid power/Brake power）
压力增量（Pressure increase）
所需功率（Fluid power/Brake power）
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3
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。
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4
5.2 泵Pump——连接 泵Pump连接示意图
Multi-stage Isentropic Turbine
PPT课件
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5.4 多级压缩机Mcompr——模块参数（1）
MCompr 的模型参数
级数 Number of stages
指定压缩机的级数
压缩机模型 Compressor model
有6种计算模型供选用
计算模型 等熵模型 ASME等熵模型 GPSA等熵模型 ASME多变模型 GPSA多变模型 正排量模型
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