AspenPlus与外部换热器设计软件的联用

Aspen PlusAspen Plus与外部换热器设计软件的联用与外部换热器设计软件的联用光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用主要内容主要内容1 EDR和和HTRI换热器计算软件简介换热器计算软件简介2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用1 EDR和和HTRI换热器计算软件简介换热器计算软件简介 对于换热器的计算，工程人员经常用到对于换热器的计算，工程人员经常用到 Exchanger Design Exchanger Design and Ratingand Rating（以下简称（以下简称EDR)EDR)和和HTRIHTRI这两款软件。这两款软件。EDREDR和和HTRIHTRI研究人员进行了大量的工业试验，积累了一系列研究人员进行了大量的工业试验，积累了一系列宝贵实验数据，并以此为基础开发出了成功的换热器设计软件，宝贵实验数据，并以此为基础开发出了成功的换热器设计软件，这两者都是独立式换热器设计软件。这两者都是独立式换热器设计软件。工程人员常常在工程人员常常在Aspen PlusAspen Plus首先对换热器进行简单的模拟，首先对换热器进行简单的模拟，得到物性数据后，在导入到专门的换热器计算软件中进行详细得到物性数据后，在导入到专门的换热器计算软件中进行详细的设计与校核。本节主要讲述的是如何把的设计与校核。本节主要讲述的是如何把Aspen PlusAspen Plus换热器的换热器的加热加热/冷却曲线的数据导入到专门的换热器设计软件。可以使工冷却曲线的数据导入到专门的换热器设计软件。可以使工程师在整个工艺设计中模拟严格的换热器操作并节省成本、消程师在整个工艺设计中模拟严格的换热器操作并节省成本、消除瓶颈、改进大量的过程操作、最优化维护费用。除瓶颈、改进大量的过程操作、最优化维护费用。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用1.1 EDR简介简介 20022002年年7 7月，月，HyprotechHyprotech公司与公司与AspenTechAspenTech 公司合并，公司合并，HyprotechHyprotech成为成为AspenTechAspenTech 公司的一部分。流程模拟软件公司的一部分。流程模拟软件 Aspen Aspen PlusPlus与与 HTFS HTFS 系列软件进行了集成，与系列软件进行了集成，与Aspen PlusAspen Plus集成的集成的HTFSHTFS称作称作HTFS+HTFS+，Aspen7.0Aspen7.0以后版本名字改为以后版本名字改为EDR EDR。EDREDR包括原包括原HTFSHTFS的的TASCTASC、ACOLACOL两软件，还包括原两软件，还包括原Aspen B-JACAspen B-JAC的软件。的软件。对于对于EDREDR的冷热物流的物性计算，原的冷热物流的物性计算，原B-JACB-JAC和和HYSYS HYSYS 流体物流体物性计算系统作为性计算系统作为 EDREDR内置的物性计算系统，可直接用。内置的物性计算系统，可直接用。Aspen Aspen 7.07.0以后版本已经实现了以后版本已经实现了AspenAspen和和EDREDR的接口。的接口。Aspen Plus Aspen Plus 可以可以在流程模拟工艺计算之后直接无缝集成，转入设备设计计算。在流程模拟工艺计算之后直接无缝集成，转入设备设计计算。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用1.2 HTRI Xchanger Suite简介简介 HTRIHTRI是美国的传热研究学会是美国的传热研究学会(HeatTransferHeatTransfer Research Research Institute,Institute,组建于组建于19621962年）的简称。年）的简称。HTRI HTRI XchangerXchanger Suite,Suite,采用了在全球处于领导地位的工艺热传递及换热器技术，包含采用了在全球处于领导地位的工艺热传递及换热器技术，包含了换热器及燃烧式加热炉的热传递计算及其他相关的计算软件。了换热器及燃烧式加热炉的热传递计算及其他相关的计算软件。HTRIHTRI软件包采用了标准的软件包采用了标准的WindowsWindows用户界面用户界面,其计算方法是基于其计算方法是基于4040多年来多年来HTRIHTRI广泛收集的工业级热传递设备的试验数据而研发广泛收集的工业级热传递设备的试验数据而研发的。的。关于关于HTRIHTRI冷热物流性质的输入，冷热物流性质的输入，HTRI HTRI本身有自己的物性数本身有自己的物性数据库可以调用，还可以用户自己输入或者从据库可以调用，还可以用户自己输入或者从Aspen PlusAspen Plus导入物导入物性数据。后文会详细介绍性数据。后文会详细介绍Aspen PlusAspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRIHTRI过程。过程。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 本过程以例本过程以例6.36.3为例，详细介绍为例，详细介绍Aspen PlusAspen Plus物物性数据导入到性数据导入到EDREDR。1 1、改变运行模式、改变运行模式 打开打开Example6.3-Shortcut.bkpExample6.3-Shortcut.bkp文件。进入文件。进入HEX|Setup|SpecifictionsHEX|Setup|Specifictions界面；界面；将计算模式换成将计算模式换成Shell&TubeShell&Tube；热物流走管程：热物流走管程：ShellShell；Type Type模式为：模式为：DesignDesign（选择设计模式是为了让程序计算出（选择设计模式是为了让程序计算出最优解以满足热负荷与压降的要求。）最优解以满足热负荷与压降的要求。）光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 2 2、为文件命名、为文件命名 点击点击NextNext，进入，进入EDR OptionEDR Option界面，在此用户必须为界面，在此用户必须为将要导入到将要导入到EDREDR的物性数据文件输入一个的名字。本例的物性数据文件输入一个的名字。本例输入输入HEX6.3.EDRHEX6.3.EDR做为文件名。做为文件名。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 3 3、根据不同情况，在、根据不同情况，在Property CurvesProperty Curves界面用户界面用户可以定义如下变量（可选）可以定义如下变量（可选）：（本例没有设置）（本例没有设置）（1 1）冷热物流是否都生成物性曲线）冷热物流是否都生成物性曲线每次执行计算时，物性数据是否更新每次执行计算时，物性数据是否更新 （2 2）物性曲线的压力等级（缺醒或者用户自定义：最多）物性曲线的压力等级（缺醒或者用户自定义：最多四个压力等级）四个压力等级）（3 3）物性曲线分布的点数（最多）物性曲线分布的点数（最多2424个点）个点）光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 4 4、在、在Analysis ParametersAnalysis Parameters界面用户可以选择定界面用户可以选择定义以下变量（可选）义以下变量（可选）：（本例没有设置）（本例没有设置）冷冷/热物流污垢热阻系数热物流污垢热阻系数 冷冷/热物流最大压降热物流最大压降 冷冷/热物流估计出口压力热物流估计出口压力 冷侧冷侧/热侧的膜传热系数热侧的膜传热系数光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 5 5、用户可以选择在、用户可以选择在Shell-Tube GeometryShell-Tube Geometry界面设界面设置几何结构（可选）置几何结构（可选）：（本例没有设置）（本例没有设置）光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 6 6、开始运算，同时导出数据、开始运算，同时导出数据 设置完以上参数后，单击设置完以上参数后，单击 开始运行，与此同开始运行，与此同时，会在与时，会在与bkpbkp文件同一文件夹下生成一个文件同一文件夹下生成一个EDREDR文件。文件。用打开用打开Exchanger Design and Rating Exchanger Design and Rating 软件软件EDREDR文文件，即可进行详细设计与校核。件，即可进行详细设计与校核。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 7 7、至此，、至此，Aspen PlusAspen Plus换热器的物性数据已经导换热器的物性数据已经导入到入到EDREDR程序中。程序中。EDREDR已经根据导入的物性数据，用户在已经根据导入的物性数据，用户在Data BrowserData Browser里点里点击击EDR BrowserEDR Browser，可以直接进入，可以直接进入EDREDR界面，选择界面，选择Input|PropertyInput|Property DataData进行查看导入的物性数据。进行查看导入的物性数据。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 EDR EDR同时根据导入的数据设计出数个结果，并进行对比，同时根据导入的数据设计出数个结果，并进行对比，选出了最优结果供用户参考，用户可点击选出了最优结果供用户参考，用户可点击Result|ResultResult|Result Summary|Optimization PathSummary|Optimization Path查看优化结果查看优化结果。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用2 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入EDR过程过程 8 8、通过、通过EDREDR对换热器进行详细设计对换热器进行详细设计 在在EDREDR界面，用户也可以修改运算模式，修改几何结构界面，用户也可以修改运算模式，修改几何结构等数据以便于对换热器的设计更加合理。等数据以便于对换热器的设计更加合理。EDREDR对换热器的设对换热器的设计与校核在此本书不再做详细介绍。计与校核在此本书不再做详细介绍。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 本过程以例本过程以例6.36.3为例，详细介绍为例，详细介绍Aspen PlusAspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRIHTRI过程。过程。1 1、生成冷热曲线、生成冷热曲线 在在Aspen PlusAspen Plus中完成换热器的模拟以后，用户需要生成中完成换热器的模拟以后，用户需要生成加热、冷却或冷凝曲线，在加热、冷却或冷凝曲线，在Data BrowserData Browser选择选择Blocks|HEX|Blocks|HEX|Hot Hot Curves|ObjectCurves|Object manager manager，单击，单击NEWNEW，出现，出现Create IDCreate ID对话对话框。框。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 在在Create IDCreate ID对话框，直接点对话框，直接点“OKOK”。进入到。进入到Blocks Blocks|HEX|HotHEX|Hot Curves|1|Setup Curves|1|Setup界面。在此，用户可以选择所需采界面。在此，用户可以选择所需采样点的数目。样点的数目。一般地，一般地，Aspen PlusAspen Plus所默认的所默认的1010个中间点的设置是可以接个中间点的设置是可以接受的，用户也可以增减这一数目。受的，用户也可以增减这一数目。对于压降，对于压降，HTRIHTRI程序包可以在每侧接受最多程序包可以在每侧接受最多3 3条不同压力条不同压力下的加热下的加热/冷却曲线。为了使结果尽可能的精确，用户可以根冷却曲线。为了使结果尽可能的精确，用户可以根据实际情况定义：入口压力据实际情况定义：入口压力 、出口压力、出口压力 、发生相变时的压力、发生相变时的压力等条件下的冷热曲线。等条件下的冷热曲线。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 在在Blocks|HEX|HotBlocks|HEX|Hot Curves|1|Additional Properties Curves|1|Additional Properties界界面，用户需要为生成的曲线添加物性集，一般选择面，用户需要为生成的曲线添加物性集，一般选择HXDSGNHXDSGN与与THERMALTHERMAL两个物性集。两个物性集。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 2 2、运行模拟，导出、运行模拟，导出sumsum文件文件 再次运行模拟模拟以后，用户需要导出再次运行模拟模拟以后，用户需要导出sumsum文件。在菜文件。在菜单栏单击单栏单击FileFile，选择，选择ExportExport，出现，出现ExportExport对话框，在保存类对话框，在保存类型一栏里选中型一栏里选中Summary FilesSummary Files（*.sum*.sum）。点击保存（文件名）。点击保存（文件名默认为默认为Example6.3-HeatX-Shortcut Example6.3-HeatX-Shortcut）。）。Aspen PlusAspen Plus会自动会自动把把sumsum文件保存到与文件保存到与bkpbkp文件同一文件夹下（注意：接下来要文件同一文件夹下（注意：接下来要用用DOSDOS命令进行读写操作，所以此处尽量将文件存在根目录命令进行读写操作，所以此处尽量将文件存在根目录下，本文放在下，本文放在E E盘中）。盘中）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 3 3、启动、启动Aspen Plus Simulation EngineAspen Plus Simulation Engine 在在Aspen Plus Simulation EngineAspen Plus Simulation Engine中找到中找到sumsum文件所在磁文件所在磁盘。盘。输入输入CD.CD.回车，回车，返回上一级目录；返回上一级目录；输入输入E E：回车，进：回车，进入入E E盘（前文讲到盘（前文讲到sumsum文件保存在文件保存在E E盘根目录下）。盘根目录下）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入HTXINT Example6.3-ShortcutHTXINT Example6.3-Shortcut并并回车（注意：回车（注意：HTXINT HTXINT 和和Example6.3-Example6.3-ShortcutShortcut质检要有空格）。质检要有空格）。HTXINT HTXINT会从先前保存的会从先前保存的Example6.3-Shortcut.sumExample6.3-Shortcut.sum文件文件中读取数据。中读取数据。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入HTRIHTRI并回车。并回车。HTXINT HTXINT命令提供命令提供B-JACB-JAC、HTFSHTFS、M-HTFSM-HTFS、HTRIHTRI四四种输出文件类型，以供不同的换热器设计软件调用。种输出文件类型，以供不同的换热器设计软件调用。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 程序会提示用户生成的物性曲线上的的数据点数，程序会提示用户生成的物性曲线上的的数据点数，HTRIHTRI允许最大数据点为允许最大数据点为3030。用户可以输入比。用户可以输入比3030小的任意数字。小的任意数字。输入输入1010回车（一般回车（一般1010个个点即可）。点即可）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 程序三种单位集供用户选择：程序三种单位集供用户选择：SISI、ENGENG、METMET。用户根据。用户根据实际情况来选取。实际情况来选取。输入输入METMET回车（选用回车（选用METMET单位集）。单位集）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 程序允许为输出地文件命名，用户可以方便的为输出文程序允许为输出地文件命名，用户可以方便的为输出文件命名，以便于查找。如果用户不给文件命名，程序会默认件命名，以便于查找。如果用户不给文件命名，程序会默认输出文件名称与输出文件名称与sumsum文件同名。文件同名。输入输入HEXHEX回车（在回车（在Aspen Aspen PlusPlus模拟中，定义了换模拟中，定义了换热器模块名称为热器模块名称为HEXHEX，在，在此，为了方便查找输出此，为了方便查找输出文件，输出文件名称为文件，输出文件名称为HEXHEX）。）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入HEXHEX回车。回车。程序会把程序会把Aspen PlusAspen Plus导出的导出的sumsum文件中所包含的换热器模文件中所包含的换热器模块列表，用户可以选择要输出的换热器模块。块列表，用户可以选择要输出的换热器模块。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入1 1回车（选择了回车（选择了热物流曲线）热物流曲线）。程序会把换热器中的冷热物流进行列表，用户可以选择程序会把换热器中的冷热物流进行列表，用户可以选择要输出的流股。要输出的流股。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入Y Y回车（选择回车（选择Y Y即可即可物性曲线数据）。物性曲线数据）。程序会提示用户是否要查看生成的物性曲线数据。用户程序会提示用户是否要查看生成的物性曲线数据。用户可以通过输入可以通过输入Y Y或或N N来选择查看与否。来选择查看与否。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入Y Y回车（回车（Y Y表示表示将生成的曲线写入将生成的曲线写入输入文件）。输入文件）。在给出物性曲线数据的同时，程序会提示用户是否将生在给出物性曲线数据的同时，程序会提示用户是否将生成的物性曲线写入输出文件。用户可以输入成的物性曲线写入输出文件。用户可以输入Y Y或或N N来选择写入来选择写入与否。与否。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 在给出物性曲线数据的同时，程序允许用户对生成的曲在给出物性曲线数据的同时，程序允许用户对生成的曲线添加描述，用户可以添加任意描述，也不进行描述直接继线添加描述，用户可以添加任意描述，也不进行描述直接继续。但是用户必须为生成的物性曲线命名。续。但是用户必须为生成的物性曲线命名。对生成的物流曲线添对生成的物流曲线添加描述，直接回车即加描述，直接回车即可（用户也可以添加可（用户也可以添加任意描述）。任意描述）。直接回车即可。直接回车即可。输入输入HOTSIDEHOTSIDE回车（为生成的物回车（为生成的物性曲线命名）。性曲线命名）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 第一条物性曲线写入输出文件后，程序会询问用户是否第一条物性曲线写入输出文件后，程序会询问用户是否写入另一条物性曲线，用户可以根据实际情况选择写入与否。写入另一条物性曲线，用户可以根据实际情况选择写入与否。本例选择本例选择Y Y，即把另一条物性曲线写入输出文件。第二条曲线，即把另一条物性曲线写入输出文件。第二条曲线的写入过程与第一条物性曲线写入过程类似。的写入过程与第一条物性曲线写入过程类似。输入输入Y Y回车（继续写入回车（继续写入另一条物性曲线）。另一条物性曲线）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入HEXHEX回车（选择回车（选择HEXHEX模块）。模块）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入2 2回车（选择第回车（选择第2 2条条物性曲线）。物性曲线）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入Y Y回车（查看第回车（查看第2 2条条物性曲线数据）。物性曲线数据）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入Y Y回车（将第回车（将第2 2条物条物性曲线写入输出文件）。性曲线写入输出文件）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入COLDSIDECOLDSIDE回车（为回车（为第第2 2条物性曲线命名）。条物性曲线命名）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入N N回车（不再写入回车（不再写入其他物性曲线数据）。其他物性曲线数据）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入N N回车（不在创建回车（不在创建另一个输出文件）。另一个输出文件）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程输入输入EXITEXIT回车（退出程序）。回车（退出程序）。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程 退出程序的同时，已经自动生成了退出程序的同时，已经自动生成了HTRIHTRI计算换热器物性计算换热器物性数据文件，文件格式为数据文件，文件格式为datdat格式。输出文件与格式。输出文件与sumsum保存在同一保存在同一磁盘根目录下。用户可以用磁盘根目录下。用户可以用HTRIHTRI软件直接打开输出文件。软件直接打开输出文件。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程打开后进出口的数据已打开后进出口的数据已经自动调入。经自动调入。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程物流的物性已经从物流的物性已经从AspenAspen导入，导入，HTRIHTRI可以可以直接调用。直接调用。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用3 Aspen Plus物性数据导入物性数据导入HTRI过程过程物流的物性已经从物流的物性已经从AspenAspen导入，导入，HTRIHTRI可以可以直接调用。直接调用。光盘4-AspenPlus与外部换热器设计软件的联用