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1、Aspen PlusAspen Plus 使用方法使用方法Models for Fluid Transportation 流体输送模型流体输送模型的分类1.Pump2.Compr3.MCompr4.Valve5.Pipe6.Pipeline流体输送单元归属压力改变器类流体输送单元归属压力改变器类 （Pressure Changers)，共六种模型共六种模型：流体输送模型的分类Pump 泵模型1、泵泵（Pump)2、水轮机水轮机（Hydraulic Turbine)Pump 模型用于模拟泵和水模型用于模拟泵和水轮机两种单元设备轮机两种单元设备Pump 连接Pump 模型的连接图如下：模型的连接图
2、如下：Pump 模型参数 PumpPump 模型模型有五种工作方式：有五种工作方式：指定模型指定模型参数参数 计算计算结果参数参数排出压力排出压力所需（产）功率所需（产）功率压力增量压力增量所需（产）功率所需（产）功率压力比率压力比率所需（产）功率所需（产）功率所需（产）功率所需（产）功率排出压力排出压力特性曲线特性曲线所需（产）功率所需（产）功率Pump 模型参数Pump 特性曲线 泵特性曲线有三种输入方式：有三种输入方式：列表数据列表数据Tabular Data多项式多项式Polynomials用户子程序用户子程序User SubroutinesPump 特性曲线Pump QNPSHR 表
3、必需汽蚀余量必需汽蚀余量 NPSHR N Net et P Positive ositive S Suction uction HHead ead RRequiredequired其中：其中：Hs 为允许吸上真空度为允许吸上真空度Pump QNPSHR 表有效汽蚀余量有效汽蚀余量 NPSHA N Net et P Positive ositive S Suction uction HHead ead AAvailablevailable在实际使用条件下，选择的泵应该满足在实际使用条件下，选择的泵应该满足Pump 示例 1 一水泵将压强为一水泵将压强为 1.5 bar 的水加压到的水加压到 6
4、bar，水的温度为，水的温度为 25 C，流量为流量为 100 m3/h。泵的效率为泵的效率为 0.68，驱动电机的效率为，驱动电机的效率为 0.95。求：泵提供给流体的功率、泵所需要的轴功求：泵提供给流体的功率、泵所需要的轴功率、以及电机消耗的电功率各是多少？率、以及电机消耗的电功率各是多少？Pump 示例 2 一离心泵输送流量为一离心泵输送流量为一离心泵输送流量为一离心泵输送流量为 100 m100 m3 3/hr/hr 的水，水的的水，水的的水，水的的水，水的压强为压强为压强为压强为 1.5 bar1.5 bar，温度为，温度为，温度为，温度为 25 25 C C。泵的特性曲线如下：。泵
5、的特性曲线如下：。泵的特性曲线如下：。泵的特性曲线如下：流量（流量（流量（流量（mm3 3/hr/hr） 70.0 90.0 109.0 120.070.0 90.0 109.0 120.0扬程（扬程（扬程（扬程（mm） 59.0 54.2 47.8 43.059.0 54.2 47.8 43.0效率（效率（效率（效率（%） 64.5 69.0 64.5 69.0 69.069.0 66.0 66.0求：求：求：求： 泵的出口压力泵的出口压力泵的出口压力泵的出口压力、提供给流体的功率、泵所需要的轴提供给流体的功率、泵所需要的轴提供给流体的功率、泵所需要的轴提供给流体的功率、泵所需要的轴 功率各
6、是多少？功率各是多少？功率各是多少？功率各是多少？Compr 压缩机模型1.多变离心压缩机多变离心压缩机（Polytropic Centrifugal Compressor)2.多变正排量压缩机多变正排量压缩机（Polytropic Positive Displacement Compressor)3.等熵压缩机等熵压缩机（Isentropic Compressor)4.等熵汽轮机等熵汽轮机（Isentropic Turbine)Compr 模型用于模拟四种单元设备Compr 连接Compr 模型的连接图如下：Compr 模型参数 ComprCompr 模型模型有五种工作方式：有五种工作方式：
7、指定模型指定模型参数参数 计算计算结果参数参数排出压力排出压力所需（产）功率所需（产）功率压力增量压力增量所需（产）功率所需（产）功率压力比率压力比率所需（产）功率所需（产）功率制动马力制动马力排出压力排出压力特性曲线特性曲线所需（产）功率所需（产）功率1、等熵效率、等熵效率Isentropic Efficiency 对于压缩机对于压缩机 对于汽轮机对于汽轮机Compr 效率 （1） ComprCompr 模型模型有三种效率：有三种效率：Compr 效率（2）2、多方效率、多方效率Polytropic Efficiency3、机械效率、机械效率Mechanical Efficiency 压缩机
8、压缩机 汽轮机汽轮机Compr 效率（3）Compr 特性曲线压缩机特性曲线有三种输入方式：有三种输入方式：列表数据列表数据Tabular Data多项式多项式Polynomials用户子程序用户子程序User SubroutinesCompr 示例示例 1一压缩机将压强为一压缩机将压强为一压缩机将压强为一压缩机将压强为 1.1 bar1.1 bar 的空气加压到的空气加压到的空气加压到的空气加压到 3.3 bar3.3 bar，空气的温度为空气的温度为空气的温度为空气的温度为 25 25 C C，流量为流量为流量为流量为 1000 m1000 m3 3/h/h。压缩机压缩机压缩机压缩机的的的
9、的多变效率为多变效率为多变效率为多变效率为 0.710.71，驱动机构的机械效率为，驱动机构的机械效率为，驱动机构的机械效率为，驱动机构的机械效率为 0.970.97。求：。求：。求：。求：压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少？出口温度和体积流量各是多少？出口温度和体积流量各是多少？出口温度和体积流量各是多少？Compr 示例示例 2一汽轮机用压强为一汽轮机用压强为一汽轮机用压强为一汽轮机用压强为 35 bar35 bar、温度为
10、、温度为、温度为、温度为 435 435 C C的过的过的过的过热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为 10 bar10 bar，蒸汽的蒸汽的蒸汽的蒸汽的流量为流量为流量为流量为 10000 kg/h10000 kg/h。汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机的等熵效率为的等熵效率为的等熵效率为的等熵效率为 0.80.8，驱动机构的机械效率为，驱动机构的机械效率为，驱动机构的机械效率为，驱动机构的机械效率为 0.980.98。求：求：求：求：汽轮汽轮汽轮汽轮机所提供的机械功率以及蒸汽的出口温机所提供的机械功率以
11、及蒸汽的出口温机所提供的机械功率以及蒸汽的出口温机所提供的机械功率以及蒸汽的出口温度和体积流量各是多少？度和体积流量各是多少？度和体积流量各是多少？度和体积流量各是多少？MCompr 多级压缩机模型1.多级多变压缩机多级多变压缩机多级多变压缩机多级多变压缩机 （Multi-stageMulti-stage PolytropicPolytropic Compressor)Compressor)2.多级多变正排量压缩机多级多变正排量压缩机多级多变正排量压缩机多级多变正排量压缩机 （Multi-stageMulti-stage PolytropicPolytropic Positive Displa
12、cement Compressor)Positive Displacement Compressor)3.多级等熵压缩机多级等熵压缩机多级等熵压缩机多级等熵压缩机（Multi-stageMulti-stage Isentropic Isentropic Compressor)Compressor)4.多级等熵涡轮机多级等熵涡轮机多级等熵涡轮机多级等熵涡轮机（Multi-stageMulti-stage Isentropic Turbine)Isentropic Turbine)MCompr 模型用于模拟四种单元设备MCompr 连接(1)MCompr 模型的外部连接图如下：MCompr 连接(
13、2)MCompr 模型的内部连接图如下：MCompr 模型参数 MComprCompr 模型模型有三种工作方式：有三种工作方式：指定模型指定模型参数参数 计算计算结果参数参数末级排出压力末级排出压力所需（产）功率所需（产）功率每级排出条件每级排出条件所需（产）功率所需（产）功率特性曲线特性曲线每级排出条件每级排出条件所需（产）功率所需（产）功率MCompr 特性曲线(1)多级压缩机特性曲线有三种输入方式：有三种输入方式：列表数据列表数据Tabular Data多项式多项式Polynomials用户子程序用户子程序User SubroutinesMCompr 特性曲线(2)可以提供多张特性曲线表
14、（Maps)，每张表又可以有多条特性曲线。多级压缩机的每一级可以有多个叶轮（wheels)，可以为每个叶轮选用不同的特性曲线表、叶轮直径和比例因子（scaling factors)Valve 阀门模型阀门模型有三种应用方式阀门模型有三种应用方式1.绝热闪蒸到指定出口压力绝热闪蒸到指定出口压力2.对指定出口压力计算阀门流量系数对指定出口压力计算阀门流量系数3.对指定阀门计算出口压力对指定阀门计算出口压力Valve 连接Valve 阀门参数类型：截止阀（类型：截止阀（Global） 、球阀、球阀（Ball）、蝶阀（）、蝶阀（Butterfly）厂家：厂家：Neles-Jamesbury系列系列/规
15、格（规格（Series/Style):尺寸（尺寸（Size）：公称直径）：公称直径Valve 计算选项检查阻塞流动检查阻塞流动 Check for choked flow计算空泡系数计算空泡系数 Calculate cavitation index设置最小出口压力等于阻塞压力设置最小出口压力等于阻塞压力 Minimum outlet pressure: Set equal to choked outlet pressureValve 示例 1 水水水水的的的的温温温温度度度度为为为为 30 30 C C，压压压压强强强强为为为为 6 6 barbar，流流流流量量量量为为为为 150 150
16、mm3 3/h /h ，流流流流经经经经一一一一公公公公称称称称通通通通径径径径为为为为 8 8 英英英英寸寸寸寸的的的的截截截截止止止止阀阀阀阀。阀阀阀阀门门门门的的的的规规规规格格格格为为为为V500V500系系系系列列列列的的的的线线线线性性性性流流流流量量量量阀阀阀阀，阀阀阀阀门门门门的的的的开度为开度为开度为开度为 2020%。求：阀门出口的水压强是多少？求：阀门出口的水压强是多少？求：阀门出口的水压强是多少？求：阀门出口的水压强是多少？Pipe 管段模型管段模型计算等直径、等坡度的一管段模型计算等直径、等坡度的一段管道的压降和传热量。段管道的压降和传热量。1.管道参数：管道参数：
17、Pipe parameters2.长度长度 Length3.直径直径 Diameter 内径内径内径内径/ /管道规格表管道规格表管道规格表管道规格表4.提升提升 Elevation 高度高度高度高度/ /上升角上升角上升角上升角5.粗糙度粗糙度 RoughnessPipe管段参数（1）2. 热参数：热参数： Thermal specification: 恒温恒温 Constant temperature 线性温度剖型线性温度剖型 Linear temperature profile 绝热（零热负荷）绝热（零热负荷） Adiabatic (zero duty) 热衡算热衡算 Perform e
18、nergy balancePipe管段参数（2）3. 管件参数：管件参数：Fittings 连接方式连接方式 Connection type 法兰、焊接法兰、焊接法兰、焊接法兰、焊接/ /螺纹螺纹螺纹螺纹 管件数管件数 Number of fittings 闸阀，蝶阀，闸阀，蝶阀，闸阀，蝶阀，闸阀，蝶阀，9090度肘管，直行三通，旁路三通度肘管，直行三通，旁路三通度肘管，直行三通，旁路三通度肘管，直行三通，旁路三通 其余当量长度其余当量长度 Miscellaneous L/DPipe管段参数（3）Pipe 高级计算1.压力计算：出口压力压力计算：出口压力/进口压力进口压力2.出口条件：给定出口
19、条件：给定/参照出口物流参照出口物流3.流量计算：出口流量流量计算：出口流量/进口流量进口流量4.物性计算方法：逐步闪蒸物性计算方法：逐步闪蒸/内插值内插值Pipe 示例 1流流流流量量量量为为为为 5000 5000 kg/hkg/h，压压压压强强强强为为为为 7 7 barbar的的的的饱饱饱饱和和和和水水水水蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流经经经经 108108 4 4 的的的的管管管管道道道道。管管管管道道道道长长长长 20 20 mm，出出出出口口口口比比比比进进进进口口口口高高高高 5 5 mm，粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度为为为为 0.05 0.05 mmmm。管管管管道道道道采采采采用用用
20、用法法法法兰兰兰兰连连连连接接接接，安安安安装装装装有有有有闸闸闸闸阀阀阀阀 1 1 个个个个，9090 肘肘肘肘管管管管 2 2 个个个个。环环环环境境境境温温温温度度度度为为为为 20 20 C C，传传传传热热热热系系系系数数数数为为为为 20 20 W/mW/m2 2 KK。求求求求：出出出出口口口口处处处处蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的压压压压强强强强、温温温温度度度度和和和和含含含含水水水水率率率率，以以以以及管道的热损失各是多少？及管道的热损失各是多少？及管道的热损失各是多少？及管道的热损失各是多少？Pipeline 管线模型管线模型计算由多段管道串联组成管线模型计算由多段管道串联组成
21、的一条管线的压降。的一条管线的压降。1.结构：结构： Configuration2.计算方向计算方向计算方向计算方向 Calculation directionCalculation direction3.管段几何管段几何管段几何管段几何 Segment geometrySegment geometry4.热选项热选项热选项热选项 Thermal optionsThermal options5.物性计算物性计算物性计算物性计算 Property calculationsProperty calculations6.流动基准流动基准流动基准流动基准 Pipeline flow basisPipe
22、line flow basis7.进口条件进口条件进口条件进口条件 Inlet Inlet condotionscondotionsPipeline管线参数（1）2. 连接状态：连接状态： Connectivity: 逐段输入每一管段的长度、角度、逐段输入每一管段的长度、角度、直径、粗糙度，或者节点坐标、直直径、粗糙度，或者节点坐标、直径、粗糙度。径、粗糙度。Pipeline管线参数（2）Pipeline 示例 1流流流流量量量量为为为为 100 100 mm3 3/h/h，温温温温度度度度为为为为 50 50 C C，压压压压强强强强为为为为 5 5 barbar的的的的水水水水流流流流经经
23、经经 108108 4 4 的的的的管管管管线线线线。管管管管线线线线首首首首先先先先向向向向东东东东延延延延伸伸伸伸 5 5 mm，再再再再向向向向北北北北 5 5 mm，再再再再向向向向东东东东 10 10 mm，再再再再向向向向南南南南 5 5 mm，然然然然后后后后升升升升高高高高 10 10 mm，再向东，再向东，再向东，再向东 5 m5 m。管内壁粗糙度为。管内壁粗糙度为。管内壁粗糙度为。管内壁粗糙度为 0.05 mm0.05 mm。 求：管线出口处的压强是多少？求：管线出口处的压强是多少？求：管线出口处的压强是多少？求：管线出口处的压强是多少？Pipeline 示例 2温温温温度
24、度度度为为为为 50 50 C C，压压压压强强强强为为为为 5 5 barbar的的的的水水水水流流流流经经经经 108108 4 4 的的的的管管管管线线线线。管管管管线线线线首首首首先先先先向向向向东东东东延延延延伸伸伸伸 5 5 mm，再再再再向向向向北北北北 5 5 mm，再再再再向向向向东东东东 10 10 mm，再再再再向向向向南南南南 5 5 mm，然然然然后后后后升升升升高高高高 10 10 mm，再再再再向向向向东东东东 5 5 mm。管管管管内内内内壁壁壁壁粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度为为为为 0.05 0.05 mmmm。如如如如果果果果管管管管线线线线出出出出口口口口处处处处的的的的压压压压强强强强为为为为 3 3 barbar，流过管线的水流量是多少？流过管线的水流量是多少？流过管线的水流量是多少？流过管线的水流量是多少？
