Dispositivo de administración de 4 fluidos Aspen Advance
Se explican los siguientes módulos.
1. ¿Módulo de bomba?
1. El módulo de bomba se utiliza para simular dos tipos de equipos: bombas y compresores. Su introducción es la siguiente:
? Bomba: Una bomba es una máquina de fluidos que convierte la energía mecánica en energía líquida y se utiliza para presurizar y transportar líquidos;
? Turbina de agua: una turbina de agua es una máquina eléctrica que convierte la energía del flujo de agua en energía mecánica giratoria.
La bomba puede simular varias bombas utilizadas para transportar fluidos en la producción real y se utiliza principalmente para calcular la potencia necesaria para aumentar la presión a un valor determinado. El módulo se utiliza generalmente para procesar una sola fase líquida. En algunos casos especiales, también puede realizar cálculos bifásicos o trifásicos.
La precisión de los resultados de la simulación depende de muchos factores, como el estado de fase efectiva, la compresibilidad del fluido y la eficiencia específica.
Nota: Si solo está calculando cambios de presión, también puede utilizar los módulos Flash y Calentador.
2.2 Esquema de conexión. El modelo de bomba es el siguiente: (el rojo es obligatorio, el azul es opcional)
3. Cinco modelos de cálculo de la bomba:
4. p>El uso más simple de la bomba es especificar la presión de salida (¿descarga? presión), y dada la eficiencia hidráulica (¿bomba? eficiencia) y la eficiencia de accionamiento (¿impulso? eficiencia) de la bomba, calcular el estado del fluido de salida y el requerido suma de potencia del eje Potencia motriz.
El método de diseño estándar es utilizar la curva característica de la bomba (¿rendimiento? curva). Hay tres métodos de entrada para la curva característica:
¿Tabla de datos de lista? Datos
Polinomio Polinomio
Subrutina de usuario ¿Usuario? Subrutinas
Los datos de lista son el método de entrada más utilizado.
Varios cuadros de entrada para las curvas características de la bomba:
Aquí tenemos que hablar de NPSHR y NPSHA:
Cuando diseñamos la altura de instalación de la bomba, debe considerar NPSHR (espacio libre de cavitación necesario). ¿positivo? ¿succión? ¿cabeza? Requerido, el método de cálculo es: NPSHR≈10-Hs(m)
(donde Hs es el grado de vacío permitido).
El NPSHA (NPSH efectivo) en la entrada de la bomba se puede calcular en función de las condiciones de instalación y flujo. ¿positivo? ¿succión? ¿cabeza? Requisitos, en condiciones de uso reales, la bomba seleccionada debe cumplir los siguientes requisitos: NPSHA ≥ 1,3 NPSHR.
Si tienes amigos que no entienden mucho y quieren comentarlo en profundidad, te recomiendo leer "Principios de Ingeniería Química".
5. Ejercicios de ejemplo
La bomba centrífuga suministra agua con un caudal de 100 m3/h, una presión de 1,5 bar y una temperatura de 25 °C. La curva característica de la bomba es la siguiente:
Caudal (metros cúbicos/hora) 7090109120
Elevador (metros)
Eficiencia (%) 6000.000000000005
Pregunta: ¿Cuál es la presión de salida de la bomba, cuál es la potencia proporcionada al fluido y cuánta potencia del eje requiere la bomba?
Aquí se explica cómo hacerlo:
Paso 1: crear un diagrama de flujo
¿Abrir Aspen? ¿Agregar, ingresar a la interfaz de simulación, en el menú principal? Dibuje el siguiente diagrama de flujo simple en el cuadro en blanco del diagrama de flujo y cambie el nombre del módulo a Bomba:
Paso 2: Ingrese el componente
Ingrese a la interfaz de propiedades y en la interfaz de componente/especificación Introduzca H2O.
Paso 3: Seleccione el método de propiedad física
Seleccione el método de propiedad física PENG-ROB en la interfaz de método/especificación.
Paso 4: Establecer las condiciones de alimentación.
Ingrese a la interfaz de simulación e ingrese las condiciones de alimentación en la interfaz Streams/FEED/Input de acuerdo con los requisitos de la pregunta.
Paso 5: Establecer los parámetros del módulo.
Ingrese a la interfaz Bloques/BOMBA/Configuración y especifique el modelo y los parámetros.
A continuación, haga clic en ¿Rendimiento? Curva, ¿primero establece la curva y selecciona la tabla? Datos (lista de datos), configurados en una sola curva (¿Única? ¿Curva? ¿Dónde? ¿Operación? Velocidad), la unidad de flujo es Vol-Flow.
Luego ingrese los datos de altura y flujo y configure la unidad principal.
Por último, introduce los datos de eficiencia y tráfico.
Paso 6: Ejecuta y obtén los resultados.
Haga clic en Ejecutar para ver los resultados del cálculo en la interfaz Bloque/BOMBA/Resultados/: la presión de salida de la bomba es 6,46479 bar, la potencia proporcionada por la bomba al fluido es 13,8482 kW y el eje La potencia es de 20,0699kW.
Por supuesto hay varias cantidades que hay que sacar por separado, como sigue:
¿Cabezas? Desarrollado: Se produce elevación, es decir, se ha deducido la resistencia de fricción interna de la bomba;
¿Bomba? ¿eficiencia? Usada: Eficiencia de la bomba utilizada.
¿Red? ¿Trabajar? Requerido: Red requerida.
Segundo, introducción al módulo Compr
1.
Compresor
El módulo compresor Compr se puede utilizar para cálculos monofásicos, bifásicos o trifásicos. La potencia requerida se puede calcular especificando la presión de salida o el incremento de presión o la relación de presión o la curva característica. La presión de salida también se puede calcular especificando la potencia.
2.2 Esquema de conexión. El modelo de bomba es el siguiente: (el rojo es obligatorio, el azul es opcional)
3. Tipo de cálculo:
Hay ocho modelos de cálculo para compresores simulados:
Nombre en inglés Nombre en chino
Modelo isentrópico
¿Isentrópico? ¿Utiliza ASME? Método Modelo Isentrópico
¿Isentrópico? ¿Usando GPSA? Método Modelo isoentrópico GPSA
¿Se puede cambiar? ¿Aprovechando AMSE? Métodos Modelo Multivariado
¿Múltiples variables? ¿Usando GPSA? Método modelo multivariado GPSA
¿Variable? ¿Usar segmentación? Modelo integral multipartidista integral por partes
¿Positivo? Desplazamiento Modelo de Desplazamiento Positivo
¿Positivo? ¿Desplazamiento? ¿Usar segmentación? Modelo integral de desplazamiento positivo integral por partes
Solo existen los siguientes 1 modelo de turbinas de vapor simuladas:
Nombre en inglés Nombre chino
Modelo isentrópico
4. Eficiencia:
El modo Compr tiene tres eficiencias:
5. Introducción a las curvas características
6 Ejercicios de ejemplo.
El compresor El aire se presuriza con una presión de 1,1 bar a 3,3 bar, una temperatura del aire de 25°C y un caudal de 1000 metros cúbicos/hora. La eficiencia variable del compresor es 0,71 y la eficiencia mecánica del. El mecanismo de accionamiento es 0,97. Pregunta: ¿Cuál es la potencia del eje requerida por el compresor, cuál es la potencia del mecanismo de accionamiento, cuál es la temperatura de salida y el caudal volumétrico del aire?
La operación es la siguiente:
(Dado que la operación es muy similar a la operación en Pump, no hay ninguna marca roja aquí. Si no entiende, consulte el ejemplo anterior.)
Paso 1: Crear un diagrama de flujo
¿Abrir Aspen? ¿Agregar, ingresar a la interfaz de simulación, en el menú principal? Dibuje el siguiente diagrama de flujo simple en el cuadro en blanco del diagrama de flujo y cambie el nombre del módulo a Compr:
Paso 2: ingrese el componente
Ingrese a la interfaz de propiedades y en la interfaz de componente/especificación Introduzca el aire del componente.
Paso 3: Seleccione el método de propiedad física
Seleccione el método físico SRK en la interfaz de método/especificación.
Paso 4: Establecer las condiciones de alimentación.
Ingrese a la interfaz de simulación e ingrese las condiciones de alimentación en la interfaz Streams/FEED/Input de acuerdo con los requisitos de la pregunta.
Paso 5: Establecer los parámetros del módulo.
Ingrese a la interfaz Bloques/COMPR/Configuración y especifique el modelo y los parámetros.
Paso 6: Ejecuta y obtén los resultados.
Haga clic en Ejecutar para ver los parámetros del módulo en la interfaz Bloque/COMPR/Resultados/ (puede arrastrar la barra desplegable):
Verifique los resultados de logística en Logística/Productos /Interfaz de resultados.
Tres. MCompr
1. El modelo MCompr es aplicable a cuatro tipos de equipos unitarios.
Compresor multietapa y multivariable
¿Compresor multietapa y multivariable de desplazamiento positivo? Compresor)
Multietapa es un compresor de entropía.
Turbina isentrópica multietapa.
Esquema de conexión externa del 2.2. Modelo MCompr:
Diagrama de conexión interna del modelo MCompr:
3. Modelo MCompr
Número de etapas: Especifica el número de etapas del compresor.
Modelo de compresor: Hay seis modelos de cálculo para elegir (ver el módulo anterior para más detalles).
Tipo de especificación: Especifica el modo de trabajo del compresor.
El modo de configuración aquí es diferente del módulo Compr, de la siguiente manera:
¿Especificar la presión de descarga final? (Fijar la presión de descarga de la última etapa)
¿Especificar las condiciones de descarga para cada etapa? (Determinar las condiciones de descarga para cada etapa)
¿Utilizar la curva característica para determinar las condiciones de descarga? (¿Utilice curvas de rendimiento para determinar las “condiciones de descarga”)?
4. Existen tres métodos de entrada para las curvas características de compresores de etapas múltiples:
¿Listar datos? ¿hoja? Datos
¿Polinomio? Polinomio
¿Subrutina de usuario? Las subrutinas de usuario
pueden proporcionar múltiples tablas de curvas características (gráficos), y cada tabla puede tener múltiples curvas características. Cada etapa de un compresor de múltiples etapas puede tener múltiples impulsores, y cada impulsor puede tener diferentes curvas características, diámetros de impulsor y factores de escala seleccionados.
MCompr tiene un enfriador entre las etapas del compresor y la turbina y un posenfriador en la última etapa, y puede realizar cálculos de flash monofásicos, bifásicos o trifásicos.
No daré un ejemplo de este módulo aquí. Si es necesario, puede consultar el Ejemplo 5.4 en la página 69 del "Tutorial de capacitación en simulación de procesos químicos-Aspen Plus" del profesor Sun Lanyi.
Cuarto, válvulas
1. Introducción:
Las válvulas pueden calcular monofásicas, bifásicas o trifásicas. Este módulo supone que el proceso de flujo es adiabático y relaciona la caída de presión de la válvula con el coeficiente de flujo para determinar los estados térmico y de fase del estado de salida de la válvula.
2. Modo de conexión:
3. El modelo de válvula tiene tres modos de aplicación (tipos de cálculo).
Evaporación flash adiabática a la presión de salida especificada
Evaporación flash adiabática a una presión de salida específica
Calcule el coeficiente de flujo de la válvula a la presión de salida especificada
? Calcule el coeficiente de flujo de la válvula bajo la presión de salida especificada
¿Calcule la presión de salida de la válvula especificada (método de cálculo)
? Calcule la presión de salida de la válvula especificada
Entre ellos, al calcular (es decir, el tercer tipo de cálculo), se deben ingresar los siguientes parámetros:
Tipo de válvula: válvula de bola, válvula de bola válvula y válvula de mariposa.
Fabricante: Nels James Bury
Serie/Estilo: ? Flujo lineal, flujo de igual porcentaje.
Tamaño: diámetro nominal.
Apertura de la válvula
Al calcular el estado de apertura pequeña de la válvula, es muy importante configurar las opciones de cálculo.
Comprobar el caudal bloqueadoComprobar el caudal bloqueado
Calcular el índice de cavitación
¿Establecer la presión mínima de salida igual a la presión bloqueada? Presión mínima de salida: igual a la presión de salida del acelerador
4. Ejercicio de ejemplo
La temperatura del agua es de 30 °C, la presión es de 6 bar, el caudal es de 150 m3/ h, y el diámetro nominal para una válvula de cierre de 8 pulgadas. La especificación de la válvula es una válvula de flujo lineal serie V500, con una apertura de válvula del 20%.
P: ¿Cuál es la presión del agua en la salida de la válvula?
Paso 1: Componentes de entrada
Paso 2: Seleccione el método de atributo físico steam-ta
Paso 3: Cree un diagrama de flujo
Paso 4: Ingresar condiciones logísticas.
Paso 5: Introducir los parámetros del módulo.
Entrada de parámetros en la interfaz de operación:
Entrada de parámetros en la interfaz de parámetros de la válvula:
Paso 6: Ejecutar y ver los resultados.
En la pantalla Bloqueos/Válvulas/Resultados, la presión del agua en la salida de la válvula es 3,93765 bar
verbo (abreviatura de verbo) tubería
1 Introducción.
La tubería se puede utilizar para cálculos monofásicos, bifásicos o trifásicos. Puede calcular la caída de presión y la transferencia de calor de los fluidos que pasan a través de una sola sección de tubería. ser horizontal o inclinado. Si se conoce la presión de entrada, Pipe puede calcular la presión de salida; si se conoce la presión de salida, Pipe puede calcular la presión de entrada y actualizar los parámetros para el flujo de entrada. Pipeline calcula la caída de presión y la transferencia de calor a través de una sección de tubería utilizando parámetros de tubería, especificaciones térmicas y parámetros de accesorios.
2. Modo de conexión
3. Parámetros de la tubería
4.
Modo de conexión: Tipo de conexión
Conexión bridada/Brida soldada/Conexión roscada soldada
Cantidad de accesorios: $ NÚMERO de accesorios
¿Válvula de compuerta? ¿Válvula de compuerta, válvula de mariposa? ¿Válvula de mariposa, codo de 90 grados? ¿Codo grande de 90 grados, T recta? ¿T recta, T de derivación? Te de derivación
Otras longitudes equivalentes: otras longitudes/longitudes
6 Ejercicios prácticos
Saturación con un caudal de 5000 kg/h y una presión de 7. bar El vapor fluye a través de un tubo de ф108×4 mm. La tubería tiene 20 m de largo y la salida está 5 m más alta que la entrada. La tubería con una rugosidad de 0,05 mm está bridada y tiene 1 válvula de compuerta y 2 codos de 90°. La temperatura ambiente es de 20°C y el coeficiente de transferencia de calor es de 20w/(m2·k). Pregunta: ¿Cuáles son la presión, temperatura, contenido de humedad del vapor de salida y la pérdida de calor de la tubería?
Paso 1: Componentes de entrada
Paso 2: Seleccione el método de propiedad física
Paso 3: Cree un diagrama de flujo
Cuarto paso: Ingrese los parámetros de logística.
Paso 5: Introducir los parámetros del módulo.
Configuración de parámetros de sección de tubería:
Configuración de ajuste de transferencia de calor: (compruebe si aquí se incluye el flujo de calor)
Parámetros de ensamblaje:
Paso 6: Ejecute y vea los resultados.
Compruebe el vapor de agua de salida en la interfaz Corriente/Producto/Resultados: temperatura de salida 163,9°C, presión de salida 6,823 bar, contenido de agua 0,006 (fracción de 1 vapor 0,994).
Ver el módulo en la interfaz Bloques/PIPE/Resultados: la pérdida de calor de la tubería es 18 438+0438+0kW.
6. Tubería
1. Introducción
La tubería se utiliza para simular una tubería compuesta por múltiples secciones de tubería con diferentes diámetros o inclinaciones conectadas en serie. Al calcular los valores de caída de presión y retención de líquido, múltiples fases líquidas (como aceite y agua) se tratan como una única fase líquida homogénea. Si hay flujo de gas y líquido, la tubería puede calcular la retención de líquido y el estado del flujo.
La tubería asume que el flujo de fluido es unidimensional, estable y uniforme, es decir, no se considera la influencia de la entrada en la simulación. La dirección del flujo puede ser horizontal o angular. Distribución del fluido Puede especificarse o calcularse mediante transferencia de calor.
2. Modo de conexión
3. Parámetros de estado estructural
4. Parámetros de estado de conexión
En los datos del segmento de línea emergente cuadro de diálogo Introduzca la longitud, el ángulo, el diámetro y la rugosidad de cada segmento, o las coordenadas del nodo, el diámetro y la rugosidad.
5. Ejercicio de ejemplo
Por una tubería de ф108×4mm fluye agua con un caudal de 100 m3/h, una temperatura de 50°C y una presión de 5 bar. La tubería primero se extiende 5 metros al este, luego 5 metros al norte, luego 10 metros al este, luego 5 metros al sur, luego se eleva 10 metros y luego se extiende 5 metros al este. La rugosidad de la pared interior de la tubería es de 0,05 mm
P: ¿Cuál es la presión de salida de la tubería?
Paso 1: Componentes de entrada
Paso 2: Seleccione el método de propiedad física
Paso 3: Cree un diagrama de flujo
Cuarto paso: Introduzca las condiciones de alimentación.
Paso 5: Introducir los parámetros del módulo.
Parámetros del estado de la estructura de entrada
El estado de fase efectiva en el ajuste de flash solo se establece en la fase líquida.
Introduce los parámetros de estado de la conexión.
Primero seleccione un dato para establecer un sistema de coordenadas y luego defina las coordenadas de cada segmento de tubería de acuerdo con la dirección de la tubería. El nodo de entrada se define como 1, el nodo de salida se define como 2, el valor de la coordenada X del parámetro de nodo del nodo de entrada (nodo de entrada | coordenada X) y el valor de la coordenada Y del parámetro de nodo del nodo de entrada (nodo de entrada | coordenada Y ).
El valor de altura del parámetro de nodo del nodo de entrada (nodo de entrada | elevación) se especifica como 0, 0 y 0 respectivamente, y el valor de coordenada X del parámetro de nodo del nodo de salida (nodo de entrada | coordenada X) y el valor de la coordenada Y del parámetro de nodo (nodo de entrada | coordenada Y) y los valores de altura del parámetro de nodo (nodo de entrada | elevación) se especifican como 5, 0 y 0 respectivamente. (Aquí, el orden es arriba, norte, sur, izquierda, oeste, derecha, este. El este es la dirección positiva del eje X y el norte es la dirección positiva del eje Y).
Establezca las coordenadas de los cinco segmentos de tubería restantes en secuencia.