化工设计Aspen的使用3 热过程单元的仿真.

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1、化工化工CADCAD基基础础 第三第三讲讲讲讲Simulation Design of Simulation Design of Thermal Processes Thermal Processes 热过热过 程程单单元的仿真元的仿真设设计计传热单传热单 元模型的分元模型的分类类1.1. 加加热热器器 HeaterHeater2.2. 换热换热 器器 HeatXHeatX3.3. 多物流多物流换热换热 器器 MHeatXMHeatX4.4. 热热通量通量换热换热 器器 HXFluxHXFlux传热单传热单传热单传热单 元元归归归归属属换热换热换热换热 器器类类类类( (Heat Exchan

2、gersHeat Exchangers) )，共共7 7种模型，种模型，AspenPlusAspenPlus内部用的有内部用的有4 4种，其种，其余余3 3种是与其它种是与其它软软软软件的接口模件的接口模块块块块：传热单传热单 元模型的分元模型的分类类 (2)(2)HeaterHeater 加加热热器模型器模型Heater Heater 模型用于模模型用于模拟拟拟拟以下以下单单单单元，元， 改改变单变单变单变单 股物流的温度、股物流的温度、压压压压力和相力和相态态态态：1. 1. 加加热热热热器器2. 2. 冷却器冷却器3. 3. 阀门阀门阀门阀门 （仅仅仅仅改改变压变压变压变压 力，不涉及阻

3、力）力，不涉及阻力）4. 4. 泵泵泵泵（仅仅仅仅改改变压变压变压变压 力，不涉及功率）力，不涉及功率）5. 5. 压缩压缩压缩压缩 机（机（仅仅仅仅改改变压变压变压变压 力，不涉及功率力，不涉及功率）HeaterHeater 加加热热器模型器模型（2 2）Heater Heater 连连接接HeaterHeater 模型的模型的连连接接图图如下如下：1 1、闪闪闪闪蒸蒸规规规规定定 ( ( Flash specificationsFlash specifications) ) （1 1）温度）温度 TemperatureTemperature （2 2） 压压力力 PressurePress

4、ure （3 3）温度改温度改变变变变 Temperature changeTemperature change （4 4）蒸汽分率）蒸汽分率 Vapor fractionVapor fraction （5 5）过热过热过热过热 度度 Degrees of Degrees of superheatingsuperheating （6 6）过过过过冷度冷度 Degrees of subcoolingDegrees of subcooling （7 7）热负热负热负热负 荷荷 Heat dutyHeat dutyHeaterHeater 模型参数模型参数HeaterHeater模型有两模型有两组组

5、组组模型模型设设设设定参数定参数：从中任从中任选选选选两两项项项项HeaterHeater 模型参数模型参数（2 2）2 2、有效相有效相态态态态 ( ( Valid PhaseValid Phase ) )（1 1）蒸汽）蒸汽（2 2）液体）液体（3 3） 固体固体（4 4）汽）汽液液（5 5） 汽汽液液液液（6 6）液）液游离水游离水（7 7） 汽汽液液游离水游离水HeaterHeater 模型参数模型参数（3 3）HeaterHeater模型有两模型有两组组组组模型模型设设设设定参数定参数：HeaterHeater 模型参数模型参数（4 4） 温度温度2020、压压压压力力0.41 0.

6、41 MPaMPa、流量流量4000 4000 kg/hrkg/hr 的的软软软软水在水在锅锅锅锅炉中炉中加加热热热热成成为为为为0.39 0.39 MPaMPa的的饱饱饱饱和水蒸气和水蒸气进进进进入生蒸汽入生蒸汽总总总总管。求所需的管。求所需的锅锅锅锅炉炉供供热热热热量。量。 Heater Heater 应应用示例用示例 (1)(1) 流量流量为为为为1000 1000 kg/hr kg/hr （0.4 0.4 MPa MPa ）的）的饱饱饱饱和水蒸汽用蒸汽和水蒸汽用蒸汽过热过热过热过热 器加器加热热热热到到过热过热过热过热 度度 100 100 （0.39 0.39 MPaMPa），求，求

7、过热过热过热过热 蒸汽温度和所需供蒸汽温度和所需供热热热热量量。 Heater Heater 应应用示例用示例 (2)(2) 流量流量为为为为 1000 1000 kg/hrkg/hr、压压压压力力为为为为 0.11 0.11 MPaMPa、 含乙醇含乙醇70 70 %w%w、 水水30 30 %w%w的的饱饱饱饱和蒸汽在蒸汽冷凝器和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽中部分冷凝，冷凝物流的汽/ /液比液比（摩（摩尔尔）=1/3=1/3。求冷凝器。求冷凝器热负热负热负热负 荷荷。 HeaterHeater 应应用示例用示例 (3)(3) 案例研究案例研究( (Case Case Study

8、Study) )是是ASPEN ASPEN PlusPlus提供的模型分析工具提供的模型分析工具( (Model Model Analysis Analysis ToolsTools) )之一。当需要之一。当需要对对对对多个不同的工况条多个不同的工况条件的件的结结结结果果进进进进行比行比较时较时较时较时 ，尤其是不同工况有，尤其是不同工况有多个且数目不等的参数需要改多个且数目不等的参数需要改变时变时变时变时 ，案例，案例研究工具提供了非常方便的手段研究工具提供了非常方便的手段: : 一次一次输输输输入入所有工况的参数所有工况的参数值值值值，通，通过过过过批批处处处处理运行方式理运行方式计计计计

9、算出全部算出全部结结结结果，自果，自动输动输动输动输 出到出到结结结结果文件中果文件中。Case Study Case Study 案例研究案例研究Case StudyCase Study 案例研究案例研究（2 2）Case StudyCase Study 参数定参数定义义 首先在改首先在改变变变变( (VaryVary) )表表单单单单中定中定义义义义不不同案例中需要改同案例中需要改变变变变的的变变变变量：量： 使用使用变变变变量序号量序号( (Variable Variable numbernumber) )下拉下拉框中的新建框中的新建( (newnew) )选项选项选项选项 增添新的增添

10、新的变变变变量；量； 使用使用调节变调节变调节变调节变 量量( (Manipulated Manipulated variablevariable) )栏栏栏栏中的一中的一组组组组下拉框下拉框设设设设定每一个定每一个变变变变量的量的定定义义义义。Case StudyCase Study参数定参数定义义（2 2）Case StudyCase Study 参数参数赋值赋值 然后在然后在规规规规定定( (SpecificationSpecification) )表表单单单单中定中定义义义义不同案例中不同案例中调节变调节变调节变调节变 量的量的值值值值： 使用案例序号使用案例序号( (Case Cas

11、e numbernumber) )下拉框中下拉框中的新建的新建( (newnew) )选项选项选项选项 增添新的案例；增添新的案例； 在在调节变调节变调节变调节变 量量值值值值( (Values Values of of manipulated manipulated variablevariable) )表的表的单单单单元格中按元格中按顺顺顺顺序序输输输输入相入相应应应应案例里每一个案例里每一个调节变调节变调节变调节变 量的量的给给给给定定值值值值。Case StudyCase Study 参数参数赋值赋值（2 2）Case StudyCase Study 批批处处理运行理运行 完成案例定完

12、成案例定义义义义后，从窗口的后，从窗口的级联级联级联级联式菜式菜单单单单中中选择选择选择选择 “ “运行运行批批处处处处理理提交提交” ”命令命令 RunBatchSubmitRunBatchSubmit并在并在弹弹弹弹出的出的对话对话对话对话 框中框中设设设设定运行代号定运行代号(RunID)(RunID)，运行，运行结结结结果果输输输输出文件将采用出文件将采用运行代号作运行代号作为为为为文件名。文件名。Case StudyCase Study批批处处理运行理运行（2 2）Case StudyCase Study批批处处理运行理运行（3 3）Case StudyCase Study 结结果果

13、查查看看 案例研究的模案例研究的模拟结拟结拟结拟结 果采用文件果采用文件输输输输出，不能直接从出，不能直接从图图图图形用形用户户户户界面中界面中查查查查看。看。运行完成后，会在工作目运行完成后，会在工作目录录录录下自下自动动动动生生成成输输输输入入( (*.inp*.inp) )、状、状态态态态( (*.sta*.sta) )、简汇简汇简汇简汇( (*.sum*.sum) )和和输输输输出出( (*.out*.out) ) 四个文本文件四个文本文件，结结结结果数据在果数据在* *.out.out文件中，可用文本文件中，可用文本编辑软编辑软编辑软编辑软 件打开件打开查查查查看和看和编辑编辑编辑编

14、辑 。 流量流量为为为为 100 100 kg/hrkg/hr、压压压压力力为为为为 0.2 0.2 MPaMPa、温度、温度为为为为20 20 的丙的丙酮酮酮酮通通过过过过一一电电电电加加热热热热器。当加器。当加热热热热功率分功率分别为别为别为别为 2 2 kWkW、5 5 kWkW、10 10 kW kW 和和 20 20 kW kW 时时时时，求出口物流的状，求出口物流的状态态态态。 Heater Heater 应应用示例用示例 (4)(4)HeaterHeater 物性物性计计算算 利用利用HeaterHeater模模块块块块可以很方便地可以很方便地计计计计算混合算混合物在物在给给给给

15、定定热热热热力学状力学状态态态态下的各种物性数据，下的各种物性数据，如泡点、露点、如泡点、露点、饱饱饱饱和蒸汽和蒸汽压压压压、密度、粘度、密度、粘度、热热热热容、容、导热导热导热导热 系数等等：只需将系数等等：只需将给给给给定定组组组组成成的物流的物流导导导导入入HeaterHeater模模块块块块，根据，根据给给给给定的定的热热热热力力学状学状态设态设态设态设 定定HeaterHeater的模型参数，并在的模型参数，并在总总总总SetupSetup的的Report Report OptionsOptions中中设设设设定相定相应应应应的的输输输输出出参数参数选项选项选项选项 即可。即可。 求

16、压压力为为 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。 Heater Heater 应应用示例用示例 (5)(5)HeatXHeatX 换热换热 器模型器模型1. 1.逆流逆流/ /并流并流（Countercurrent / CocurrentCountercurrent / Cocurrent) )2. 2.折流板壳程折流板壳程（Segmental Baffle ShellSegmental Baffle Shell) )3. 3.棍式棍式挡挡挡挡板壳程板壳程（Rod Baffle ShellRod Baffle Shell) )4. 4

17、.裸管裸管/ /低翅片管低翅片管（Bare/Low-finned TubesBare/Low-finned Tubes) )HeatX HeatX 模型用于模模型用于模拟拟拟拟下述下述结结结结构的管构的管壳式壳式换热换热换热换热 器：器：计计计计算两股物流之算两股物流之间间间间的的热热热热量交量交换换换换。HeatXHeatX 换热换热 器模型器模型（2 2）HeatXHeatX 连连接接HeatXHeatX 模型的模型的连连接接图图如下：如下：1. 1. 计计计计算算类类类类型型 CalculationCalculation2.2. 流流动动动动方式方式 Flow arrangementFl

18、ow arrangement3.3. 换热换热换热换热 器器设设设设定定 Exchanger specificationExchanger specificationHeatXHeatX模型模型设设定定HeatXHeatX 的的设设设设定从定从规规规规定定( (SpecificationSpecification) ) 表表单单单单着手，有三着手，有三组设组设组设组设 定参数定参数：HeatXHeatX模型模型设设定定（2 2）计计计计算算栏栏栏栏目中有三个目中有三个选项选项选项选项 ： 1 1、简简简简捷捷计计计计算算 Short-cutShort-cut 2 2、详详详详细计细计细计细计

19、算算 DetailedDetailed 3 3、HetranHetran 精确精确计计计计算算 Hetran RigorousHetran Rigorous 输输输输出出HetranHetran软软软软件件( (换热换热换热换热 器器设计专设计专设计专设计专 用用软软软软件件) )的的输输输输入文件供其精确入文件供其精确计计计计算。算。下部的下拉式下部的下拉式选择选择选择选择 框中也有三个框中也有三个选项选项选项选项 ： 1 1、设计设计设计设计 DesignDesign 2 2、核算核算 RatingRating 3 3、模模拟拟拟拟 SimulationSimulation两两组选组选组选

20、组选 项项项项按下述方式配合使用：按下述方式配合使用：HeatXHeatX计计算算类类型型HeatXHeatX计计算算类类型型（2 2）简简简简捷捷计计计计算算只能与只能与设计设计设计设计 或或模模拟拟拟拟选项选项选项选项 配合配合。简简简简捷捷计计计计算算不考不考虑换热虑换热虑换热虑换热 器几何器几何结结结结构构对传热对传热对传热对传热和和压压压压降的影响，人降的影响，人为给为给为给为给 定定传热传热传热传热 系数系数和和压压压压降降的数的数值值值值。 使用使用设计设计设计设计 选项时选项时选项时选项时 ，需，需设设设设定定热热热热( (冷冷) )物流的出口状物流的出口状态态态态或或换热负换

21、热负换热负换热负 荷，模荷，模块计块计块计块计 算达算达到指定到指定换热换热换热换热 要求所需的要求所需的换热换热换热换热 面面积积积积。 使用使用模模拟拟拟拟选项时选项时选项时选项时 ，需，需设设设设定定换热换热换热换热 面面积积积积，模，模块计块计块计块计 算两股物流的出口状算两股物流的出口状态态态态。HeatXHeatX简简捷捷计计算算流流动动动动方式方式设设设设定包括：定包括：1 1、热热热热流体流体( (Hot fluidHot fluid) )流流动动动动空空间间间间： 壳程壳程 (Shell) (Shell) / /管程管程 (Tube)(Tube)2 2、流、流动动动动方向方向

22、( (Flow directionFlow direction) )： 逆流逆流 (Countercurrent)(Countercurrent) 并流并流 (Co-current)(Co-current) 多管程流多管程流动动动动 (Multiple passes)(Multiple passes)HeatXHeatX流流动动方式方式HeatXHeatX流流动动方式方式 (2)(2)1 1、逆流、逆流 CountercurrentCountercurrentHeatXHeatX 流流动动方向方向2 2、并流、并流 CocurrentCocurrent1. 1. 热热热热物流出口温度物流出口温

23、度 (Hot stream outlet temperature)(Hot stream outlet temperature)2. 2. 热热热热物流出口温降物流出口温降 (Hot stream outlet temperature decrease)(Hot stream outlet temperature decrease)3. 3. 热热热热物流出口温差物流出口温差 (Hot stream outlet temperature approach)(Hot stream outlet temperature approach)4. 4. 热热热热物流出口物流出口过过过过冷度冷度 (Ho

24、t stream outlet degrees subcooling)(Hot stream outlet degrees subcooling)5. 5. 热热热热物流出口蒸汽分率物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)(Hot stream outlet vapor fraction)HeatX HeatX 换热换热 器器设设定定共共有有1313个个选选选选项项项项HeatX HeatX 热热物流出口温差物流出口温差 6. 6. 冷物流出口温度冷物流出口温度 (Cold stream outlet temperature)(Cold strea

25、m outlet temperature)7. 7. 冷物流出口温升冷物流出口温升 (Cold stream outlet temperature increase)(Cold stream outlet temperature increase)8. 8. 冷物流出口温差冷物流出口温差 (Cold stream outlet temperature approach)(Cold stream outlet temperature approach)9. 9. 冷物流出口冷物流出口过热过热过热过热 度度 (Cold stream outlet degrees superheat)(Cold s

26、tream outlet degrees superheat)10.10. 冷物流出口蒸汽分率冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)(Cold stream outlet vapor fraction)HeatX HeatX 换热换热 器器设设定定 (2)(2)共共有有1313个个选选选选项项项项HeatX HeatX 冷物流出口温差冷物流出口温差 11.11. 传热传热传热传热 面面积积积积 (Heat transfer area)(Heat transfer area)12.12. 热负热负热负热负 荷荷 (Exchanger duty)

27、(Exchanger duty)13.13. 几何条件几何条件 (Geometry)(Geometry) 在在详细计详细计详细计详细计 算算时时时时采用。采用。HeatX HeatX 换热换热 器器设设定定(3)(3) 共共有有1313个个选选选选项项项项 由于由于换热换热换热换热 器内的流器内的流动动动动并非理想的并流或逆流，因并非理想的并流或逆流，因此有效此有效传热传热传热传热 推推动动动动力需在力需在对对对对数平均温差数平均温差( (LMTDLMTD) )的基的基础础础础上上进进进进行校正。校正因子的行校正。校正因子的计计计计算方法有四个算方法有四个选项选项选项选项：1 1、常数、常数

28、ConstantConstant 由用由用户户户户指定校正系数，可指定校正系数，可查查查查手册。手册。2 2、几何、几何结结结结构构 GeometryGeometry 由由软软软软件根据件根据换热换热换热换热 器器结结结结构和流构和流动动动动情况情况计计计计算。算。3 3、用、用户户户户子程序子程序 User-subrUser-subr4 4、计计计计算算值值值值 CalculatedCalculated 流流动动动动方向方向为为为为多管程流多管程流动时动时动时动时 采用。采用。HeatX HeatX LMTDLMTD校正校正HeatX HeatX LMTDLMTD校正校正（2 2） 压压压压

29、降降 ( Pressure Drop )( Pressure Drop )分分别别别别指定指定热侧热侧热侧热侧 和冷和冷侧侧侧侧的出口的出口压压压压力力 ( Outlet pressure )( Outlet pressure ) 指定指定值值值值 0 0，代表出口的代表出口的绝对压绝对压绝对压绝对压 力力值值值值 指定指定值值值值 0 0，代表出口相代表出口相对对对对于于进进进进口的口的压压压压力降低力降低值值值值HeatXHeatX 简简捷捷计计算算 HeatXHeatX 简简捷捷计计算算（2 2） 总传热总传热总传热总传热 系数方法系数方法 ( U methods )( U method

30、s ) 常数常数 (Constant)(Constant) 相态法相态法 (Phase specific values)(Phase specific values) 分分别别别别指定冷指定冷热热热热两两侧侧侧侧不同相不同相态组态组态组态组 合下的合下的传热传热传热传热 系数系数 幂函数幂函数 (Power law expression)(Power law expression) U=U U=Uref ref (Flow/Flow(Flow/Flowrefref)exponent)exponentHeatXHeatX 简简捷捷计计算算（3 3） HeatXHeatX U U - - 相相态态

31、法法 HeatXHeatX结结果果查查看看 HeatXHeatX最重要的是最重要的是热热热热参数参数结结结结果果( (Thermal Thermal resultsresults) )，其下包括五，其下包括五张张张张表表单单单单： 概况概况 SummarySummary 衡算衡算 BalanceBalance 换热换热换热换热 器器详详详详情情 Exchanger detailsExchanger details 压压压压降降/ /速度速度 Pre drop/velocitiesPre drop/velocities 分区分区 ZonesZonesHeatX HeatX 概况概况概况表概况表单

32、给单给单给单给 出了冷、出了冷、热热热热物流的物流的进进进进、出口温度、出口温度、压压压压力、蒸汽分率力、蒸汽分率( (Vapor Vapor fractionfraction) )，以及，以及换热换热换热换热 器的器的热热热热负负负负荷荷( (Heat dutyHeat duty) )。HeatX HeatX 概况概况 (2)(2)HeatXHeatX换热换热 器器详详情情对对对对于捷算法，于捷算法，换热换热换热换热 器器详详详详情表情表单给单给单给单给 出了出了需要的需要的换热换热换热换热 器面器面积积积积( (Required Required exchanger exchanger a

33、reaarea) ) 、结结结结垢垢( (DirtyDirty) )条件下的平均条件下的平均传热传热传热传热 系数系数( (Avg. Avg. heat heat transfer transfer coefficientcoefficient) )、校正后的、校正后的对对对对数平均温差数平均温差( (LMTD LMTD correctedcorrected) ) 和和对对对对数平数平均温差校正因子均温差校正因子( (LMTD LMTD correctioncorrection factorfactor) )等有用的信息。等有用的信息。HeatXHeatX换热换热 器器详详情情（2 2）Hea

34、tX HeatX 分区分区分区表分区表单给单给单给单给 出了出了换热换热换热换热 器内根据冷、器内根据冷、热热热热流体相流体相态对传热态对传热态对传热态对传热 面面积积积积分区分区计计计计算的情况算的情况，包括各区域的，包括各区域的热热热热流体温度、冷流体温度流体温度、冷流体温度、对对对对数平均温差、数平均温差、传热传热传热传热 系数、系数、热负热负热负热负 荷和荷和传热传热传热传热 面面积积积积信息。我信息。我们们们们可根据此信息分析可根据此信息分析换热换热换热换热 方案是否合理以及改方案是否合理以及改进设计进设计进设计进设计 方案的方案的方向。方向。HeatX HeatX 分区分区（2 2

35、） 用1200 kg/hr饱饱和水蒸汽 (0.3 MPa)加热热2000 kg/hr 甲醇 (20 、0.3 MPa)。离开换热换热 器的蒸汽冷凝水压压力为为0.28 MPa、过过冷度为为2 。换热换热 器传传热热系数根据相态选择态选择 。求甲醇出口温度、相态态、需要的换热换热 面积积。HeatX HeatX 应应用示例用示例 (1)(1)详细计详细计详细计详细计 算只能与核算或模算只能与核算或模拟选项拟选项拟选项拟选项 配合配合。详细计详细计详细计详细计 算可根据算可根据给给给给定的定的换热换热换热换热 器几何器几何结结结结构构和流和流动动动动情况情况计计计计算算实际实际实际实际 的的换热换

36、热换热换热 面面积积积积、传热传热传热传热系数、系数、对对对对数平均温度校正因子和数平均温度校正因子和压压压压降。降。 使用核算使用核算选项时选项时选项时选项时 ，模，模块块块块根据根据设设设设定定的的换热换热换热换热 要求要求计计计计算需要的算需要的换热换热换热换热 面面积积积积。 使用模使用模拟选项时拟选项时拟选项时拟选项时 ，模，模块块块块根据根据实际实际实际实际的的换热换热换热换热 面面积计积计积计积计 算两股物流的出口状算两股物流的出口状态态态态。HeatXHeatX详细详细 计计算算HeatXHeatX详细详细 计计算算 (2)(2) 压压压压降降 ( Pressure Drop

37、)( Pressure Drop ) 分分别别别别指定指定热侧热侧热侧热侧 和冷和冷侧侧侧侧的出口的出口压压压压力力 ( Outlet pressure )( Outlet pressure ) 根据几何根据几何结结结结构构计计计计算算 ( Calculated from geometry )( Calculated from geometry )HeatXHeatX 详细计详细计 算算 (3)(3) HeatXHeatX 详细计详细计 算算 (4)(4) 总传热总传热总传热总传热 系数方法系数方法 ( U methods )( U methods ) 常数常数 ( Constant )( C

38、onstant ) 相态法相态法 ( Phase specific values )( Phase specific values ) 幂函数幂函数 ( Power law expression )( Power law expression ) 换热器几换热器几何结构何结构 ( Exchanger Geometry )( Exchanger Geometry ) 传热膜系数传热膜系数 ( Film coefficients ) ( Film coefficients ) 详细计详细计详细计详细计 算采用后两种方法算采用后两种方法HeatXHeatX 详细计详细计 算算 (5)(5)膜系数法根

39、据膜系数法根据换热换热换热换热 器的几何器的几何结结结结构构和流和流动动动动情况分情况分别计别计别计别计 算算热热热热流体流体侧侧侧侧和冷流和冷流体体侧侧侧侧的的传热传热传热传热 膜系数膜系数( (Film Film coefficientscoefficients) )，根据管壁材料和厚度，根据管壁材料和厚度计计计计算算传导热传导热传导热传导热 阻阻，再，再结结结结合合给给给给定的定的污污污污垢垢热热热热阻因子阻因子( (Fouling factorFouling factor) )计计计计算出算出总传热总传热总传热总传热 系数系数U U。HeatXHeatX U U- -膜系数法膜系数法H

40、eatXHeatX U U- -膜系数法膜系数法 (2)(2)HeatXHeatX几何几何结结构构详细计详细计详细计详细计 算算时时时时需需输输输输入入换热换热换热换热 器的几何器的几何结结结结构参数。从数据构参数。从数据浏览浏览浏览浏览 器左器左侧侧侧侧的目的目录录录录树树树树中中选择选择选择选择 几何几何( (GeometryGeometry) )项项项项目，然后目，然后在右在右侧侧侧侧的壳程的壳程( (ShellShell) )、管程、管程( (TubesTubes) )、管翅管翅( (Tube Tube finsfins) )、挡挡挡挡板板( (BafflesBaffles) )和管嘴

41、和管嘴( (NozzlesNozzles) )表表单单单单中中输输输输入相入相应应应应的数据。的数据。HeatXHeatX几何几何结结构构（2 2）HeatXHeatX壳程参数壳程参数壳程壳程( (ShellShell) )表表单单单单中包含以下参数：中包含以下参数：壳程壳程类类类类型型 TEMA shell typeTEMA shell type管程数管程数 No. of tube passesNo. of tube passes换热换热换热换热 器方位器方位 Exchanger orientationExchanger orientation密封条数密封条数 Number of seali

42、ng strip pairsNumber of sealing strip pairs管程流向管程流向 Direction of tubeside flowDirection of tubeside flow壳内径壳内径 Inside shell diameterInside shell diameter壳壳/ /管束管束间间间间隙隙 Shell to bundle clearanceShell to bundle clearanceHeatXHeatX管程参数管程参数（2 2） HeatXHeatX壳程壳程类类型型壳程壳程类类类类型包含六种型包含六种结结结结构供构供选选选选用：用：HeatX

43、HeatX壳程壳程类类型型（2 2） HeatXHeatX其它其它壳程参数壳程参数HeatXHeatX管程参数管程参数管程管程( (TubesTubes) )表表单单单单中包含以下参数：中包含以下参数： 选择选择选择选择 管管类类类类型型 Select tube typeSelect tube type 裸管裸管 Bare tube Bare tube 翅片管翅片管 Finned tubeFinned tube 管程布置管程布置 Tube layoutTube layout 总总总总管数管数 Total number Total number 管管长长长长 LengthLength 排列模式排

44、列模式 Pattern Pattern 中心距中心距 PitchPitch 材料材料 Material Material 导热导热导热导热 系数系数 ConductivityConductivityHeatXHeatX管程参数管程参数（2 2）HeatXHeatX管程参数管程参数（3 3） 管程参数管程参数还还还还有管尺寸有管尺寸( (Tube Tube sizesize) )，可用两种方式可用两种方式输输输输入：入：实际实际实际实际 尺寸尺寸 ActualActual内径内径 Inner diameterInner diameter外径外径 Outer diameterOuter diame

45、ter 厚度厚度 Tube thicknessTube thickness 三三选选选选二二公称尺寸公称尺寸 NominalNominal 直径直径 DiameterDiameter BWG BWG规规规规格格 BirminghamBirmingham wire gauge wire gaugeHeatXHeatX管程参数管程参数（4 4）HeatX HeatX 列管排列模式列管排列模式 HeatXHeatX管翅管翅结结构构 对对对对于翅片管，于翅片管，还还还还需从管翅需从管翅( (Tube Tube finsfins) )表表单单单单中中输输输输入以下参数：入以下参数：翅片高度翅片高度 Fi

46、n height Fin height 翅片高度翅片高度 / / 翅片根部平均直径翅片根部平均直径Fin height /Fin root mean diameterFin height /Fin root mean diameter翅片翅片间间间间距距 Fin spacingFin spacing: :每每单单单单位位长长长长度的翅片数度的翅片数 / / 翅片厚度翅片厚度Number of fins per unit length /Fin thicknessNumber of fins per unit length /Fin thicknessHeatXHeatX管翅管翅结结构构 (2)

47、(2)HeatXHeatX管翅管翅结结构构 (3)(3)HeatXHeatX挡挡板板结结构构有两种有两种挡挡挡挡板板结结结结构可供构可供选选选选用：用： 1 1、圆圆圆圆缺缺挡挡挡挡板板 Segmental baffleSegmental baffle 2 2、棍式、棍式挡挡挡挡板板 Rod baffleRod baffle从从挡挡挡挡板板( (BafflesBaffles) )表表单单单单中中进进进进行行选择选择选择选择 并并输输输输入有关参数。入有关参数。HeatXHeatX圆圆缺缺挡挡板板Segmental BaffleSegmental BaffleHeatXHeatX圆圆缺缺挡挡板板

48、（2 2）圆圆圆圆缺缺挡挡挡挡板需板需输输输输入以下参数：入以下参数：所有壳程中的所有壳程中的挡挡挡挡板板总总总总数数 No. of baffles, all passesNo. of baffles, all passes挡挡挡挡板切割分率板切割分率 Baffle cut (fraction of shell diameter)Baffle cut (fraction of shell diameter)管板到第一管板到第一挡挡挡挡板的板的间间间间距距 Tubesheet Tubesheet to to 1 1st st baffle baffle spacingspacing挡挡挡挡板板间

49、间间间距距 Baffle to baffle spacingBaffle to baffle spacing壳壁壳壁/ /挡挡挡挡板板间间间间隙隙 Shell-baffle clearanceShell-baffle clearance管壁管壁/ /挡挡挡挡板板间间间间隙隙 Tube-baffle clearanceTube-baffle clearanceHeatXHeatX圆圆缺缺挡挡板板（3 3）HeatXHeatX棍式棍式挡挡板板Rod BaffleRod BaffleHeatXHeatX棍式棍式挡挡板板（2 2） 棍式棍式挡挡挡挡板需板需输输输输入以下参数：入以下参数：所有壳程中的所

50、有壳程中的挡挡挡挡板板总总总总数数 No. of baffles, all passesNo. of baffles, all passes圆环圆环圆环圆环 内径内径 Inside diameter of ringInside diameter of ring圆环圆环圆环圆环 外径外径 Outside diameter of ringOutside diameter of ring支撑棍直径支撑棍直径 Support rod diameterSupport rod diameter每每块挡块挡块挡块挡 板的支撑棍板的支撑棍总长总长总长总长 Total Total length length o

51、f of support support rods rods per baffle per baffleHeatXHeatX棍式棍式挡挡板板（3 3） HeatXHeatX管嘴管嘴 管嘴即管嘴即换热换热换热换热 器的物料器的物料进进进进出接口，需从出接口，需从NozzleNozzle表表单单单单中中输输输输入以下参数：入以下参数：输输输输入壳程管嘴直径入壳程管嘴直径 Enter shell side nozzle diametersEnter shell side nozzle diameters 进进进进口管嘴直径口管嘴直径 Inet nozzle diameterInet nozzle d

52、iameter 出口管嘴直径出口管嘴直径 Outlet nozzle diameterOutlet nozzle diameter输输输输入管程管嘴直径入管程管嘴直径 Enter tube side nozzle diametersEnter tube side nozzle diameters 进进进进口管嘴直径口管嘴直径 Inlet nozzle diameterInlet nozzle diameter 出口管嘴直径出口管嘴直径 Outlet nozzle diameterOutlet nozzle diameterHeatXHeatX管嘴管嘴（2 2） HeatXHeatX结结果果查查

53、看看 HeatXHeatX最重要的是最重要的是热热热热参数参数结结结结果果( (Thermal Thermal resultsresults) )，其下包括五，其下包括五张张张张表表单单单单： 概况概况 SummarySummary 衡算衡算 BalanceBalance 换热换热换热换热 器器详详详详情情 Exchanger detailsExchanger details 压压压压降降/ /速度速度 Pre drop/velocitiesPre drop/velocities 分区分区 ZonesZonesHeatXHeatX换热换热 器器详详情情对对对对于于详细计详细计详细计详细计 算，

54、算，换热换热换热换热 器器详详详详情表情表单给单给单给单给 出了出了需要的需要的换热换热换热换热 器面器面积积积积( (Required Required exchanger exchanger areaarea) ) 、实际实际实际实际 的的换热换热换热换热 器面器面积积积积( (Actual Actual exchanger exchanger areaarea) ) 、清、清洁洁洁洁( (CleanClean) )和和结结结结垢垢( (DirtyDirty) )条件下的平均条件下的平均传热传热传热传热 系数系数( (Avg. Avg. heat heat transfer transfe

55、r coefficientcoefficient) )、校正后的、校正后的对对对对数平均温数平均温差差( (LMTD LMTD correctedcorrected) ) 、热热热热效率效率( (Thermal Thermal effectivenesseffectiveness) )和和传热单传热单传热单传热单 元数元数( (Number Number of of transfer unitstransfer units) )等有用的信息。等有用的信息。HeatXHeatX换热换热 器器详详情情（2 2）HeatXHeatX压压降降/ /速度速度压压压压降降/ /速度表速度表单给单给单给单给

56、 出了流道出了流道压压压压降降( (Exchanger Exchanger Pressure Pressure dropdrop) )、管嘴、管嘴压压压压降和降和总总总总压压压压降；壳程降；壳程错错错错流流( (CrossflowCrossflow) )和和挡挡挡挡板窗口板窗口( (WindowsWindows) )处处处处的最大流速及雷的最大流速及雷诺诺诺诺数数( (Reynolds Reynolds No.)No.)；管程的最大流速及雷；管程的最大流速及雷诺诺诺诺数数等有用的信息，我等有用的信息，我们们们们可以根据可以根据这这这这些信息些信息调调调调整管程数，整管程数，挡挡挡挡板数目和切割

57、分率，以及管板数目和切割分率，以及管嘴尺寸。嘴尺寸。HeatXHeatX压压降降/ /速度速度（2 2）HeatX HeatX 分区分区分区表分区表单给单给单给单给 出了出了换热换热换热换热 器内根据冷、器内根据冷、热热热热流体相流体相态对传热态对传热态对传热态对传热 面面积积积积分区分区计计计计算的情况算的情况，包括各区域的，包括各区域的热热热热流体温度、冷流体温度流体温度、冷流体温度、对对对对数平均温差、数平均温差、传热传热传热传热 系数、系数、热负热负热负热负 荷和荷和传热传热传热传热 面面积积积积信息。我信息。我们们们们可根据此信息分析可根据此信息分析换热换热换热换热 方案是否合理以及

58、改方案是否合理以及改进设计进设计进设计进设计 方案的方案的方向。方向。HeatX HeatX 分区分区（2 2）对对对对HeatX-HeatX-示例示例( (1)1)的的简简简简捷捷计计计计算得到的算得到的结结结结果果选选选选用下述用下述换热换热换热换热 器器进进进进行行详细详细详细详细 核算：核算：外壳直径：外壳直径：325 mm 325 mm ， 公称面公称面积积积积：10 10 mm2 2，管管长长长长：3 m 3 m ，管径：，管径： 19192 mm 2 mm ，管，管数：数：76 76 ，排列方式：正三角，管程数：，排列方式：正三角，管程数：2 2 ，壳程数：壳程数：1 1，折流板折流板间间间间距：距：150 mm 150 mm ，折流板缺口高度：折流板缺口高度：79 mm79 mmHeatX HeatX 应应用示例用示例 (2)(2)