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你最喜欢的干货又来了!换热器设计知识扫盲,看了就有效!

 大隆龙 2017-06-30

古人云“工欲善其事必先利其器”,那么做化工设计的您掌握了哪些利器!

从加热器Heater 模型到换热器HeatX 模型,集齐17张换热器设计知识卡,可以召唤神龙吗?

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温馨提示:点击图片查看大图!

ASPEN PLUS的换热器模型汇总

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加热器Heater 模型

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01

典型的Heater流程连接图

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02

Heater可以进行的单相或多相计算

  • 求已知物流的泡点或者露点;

  • 求已知物流的过热或者过冷的匹配温度;

  • 计算物流达到某一状态所需热负荷;

  • 模拟加热器(冷却器)或换热器的一侧;

  • 模拟泵(仅改变压力,不涉及功率)、压缩机(仅改变压力,不涉及功率)、阀门(仅改变压力,不涉及阻力)。

03

Heater模型设定参数

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Heater相关参数中英文知识卡1

  • 温度 Temperature

  • 温度改变 Temperature change

  • 过热度 Degrees of superheating

  • 过冷度 Degrees of subcooling

  • 压力 Pressure

  • 热负荷 Heat duty

  • 蒸汽分率 Vapor fraction

  • 压降相关参数 pressure drop correlation parameter

注意:指定压力(Pressure),当指定值>0时,代表出口的绝对压力值;当指定值≤0,代表出口相对于进口的压力降低值。

Heater相关参数中英文知识卡2

  • 有效相态 ( Valid Phase )

  • 蒸汽 vapor-only

  • 液体 liquid-only

  • 固体solid-only

  • 汽—液vapor-liquid

  • 汽—液—液vapor-liquid-liquid

  • 液—游离水 liquid-FreeWater(Free Water适合纯水或者低压含油少的体系)

  • 汽—液—游离水 vapor-iquid-FreeWater

  • 液—液,liquid-Dirtywater (非纯净水,含有有机食物或杂质)

  • 汽—液—水vapor-liquid-Dirtywater(非纯净水,含有有机食物或杂质)

换热器HeatX 模型

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典型的HeatX流程连接

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HeatX输入规定

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Heatx的模型设定参数

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HeatX相关参数中英文知识卡3

  • 计算类型 Calculation

  • 流动方式 Flow arrangement

  • 严格计算模型 Rigorous Model

  • 运算模式 Type

  • 换热器设定 Exchanger specification

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Calculation选项中英文知识卡4

  • 简捷计算 Short-cut

  • 详细计算 Detailed

  • 严格计算 Rigorous

  • 管壳式换热器计算Shell&Tube

  • 空冷器计算AirCooled

Rigorous Model 选项中英文知识卡5

  • 管壳式换热器计算 Shell&Tube

  • 空冷器计算 AirCooled

  • 板式换热器计算 Plate heat exchanger

Flow arrangement 选项中英文知识卡6

热流体(Hot fluid)流动方式:

  • 热流体走壳程 Shell /管程 Tube

  • 流动方向 Flow direction

  • 逆流 Countercurrent

  • 并流 Cocurrent

  • 多管程流动 Multiple passes

Type选项中英文知识卡7

  • 设计 Design

  • 核算 Rating

  • 模拟 Simulation

  • 最大污染 maximum fouling只有计算类型是管壳时可选

Exchanger specification 选项中英文知识卡8

  • 热物流出口温度 (Hot stream outlet temperature)

  • 热物流出口(相对于热物流入口)温降 (Hot stream outlet temperature decrease)

  • 热物流出口温差 (Hot stream outlet temperature approach)

  • 热物流出口过冷度 (Hot stream outlet degrees subcooling)

  • 热物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)

  • 冷物流出口温度 (Cold stream outlet temperature)

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注意:对于并流或者逆流换热来讲,热物流出口温差的表示方法是不同的。

  • 冷物流出口(相对于冷物流入口)温升 (Cold stream outlet temperature increase)

  • 冷物流出口温差 (Cold stream outlet temperature approach)

  • 冷物流出口过热度 (Cold stream outlet degrees superheat)

  • 冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)

  • 传热面积 (Heat transfer area)

  • 热负荷 (Exchanger duty)

04

Heatx 详细计算变量以及使用准则

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LMTD对数平均温差校正因子知识卡9

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U-methods传热系数知识卡10

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Pressure Drop压降知识卡11

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对于压降,当指定热侧和冷侧的出口压力(Outlet pressure)时,若指定值>0,代表出口的绝对压力值;指定值≤0,代表出口相对于进口的压力降低值。

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Film coefficients膜系数知识卡12

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Heatx 换热器的几何结构参数

包括(以管壳式换热器为例)壳程(Shell)、管程(Tubes)、管翅(Tubefins)、挡板(Baffles)和管嘴(Nozzles)等。

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固定管板式换热器

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Geometry Shell壳程表单知识卡13

  • 壳程类型TEMA shell type

  • 管程数No. of tube passes

  • 换热器方位Exchanger orientation

  • 密封条数Number of sealing strippairs

  • 管程流向Direction of tubeside flow

  • 壳内径Inside shell diameter

  • 壳/管束间隙Shell to bundle clearance

  • 串联壳程数Number of shells in Series

  • 并联壳程数Number of shells in Parallel

TEMA类型:壳程(E,F,G,H,J,K,X)

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Geometry Tubes管程表单知识卡14

管类型 Select tube type

  • 裸管 Bare tube

  • 翅片管 Finned tube

  • 管程布置 Tube layout

  • 总管数 Total number

  • 管长 Length

  • 排列方式 Pattern

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  • 管心距 Pitch

  • 材料 Material

  • 导热系数 Conductivity

管子尺寸Tubesize

  • 实际尺寸 Actual

  • 内径 Inner diameter

  • 外径 Outer diameter

  • 厚度 Tube thickness

  • 公称尺寸 Nominal

  • 直径 Diameter

  • BWG规格 Birmingham wire gauge

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Geometry Tube fins表单知识卡15

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翅片高度 Fin height

  • 翅片高度 Fin height

  • 翅片根部平均直径 Fin root mean diameter

翅片间距 Fin spacing:

  • 每单位长度的翅片数 Number of fins per unit length

  • 翅片厚度 Fin thickness

选择 optional

  • 翅化面积与管内面积之比 ratio of finned area to inside tube ar

  • 翅片效率 fin effiency

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Geometry Baffle 表单知识卡16

挡板结构 Baffle type

  • 圆缺挡板 Segmental baffle

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  • 棍式挡板 Rod baffle

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Segmental baffle参数

  • 所有壳程中的挡板总数 No. of baffles, all passes

  • 挡板切割分率 Baffle cut (fraction of shell diameter)

  • 管板到第一挡板的间距 Tubesheet to 1st baffle spacing

  • 挡板间距 Baffle to baffle spacing

  • 壳壁/挡板间隙 Shell-baffle clearance

  • 管壁/挡板间隙 Tube-baffle clearance

Rod baffle参数:

  • 所有壳程中的挡板总数 No. of baffles, all passes

  • 圆环内径 Inside diameter of ring

  • 圆环外径 Outside diameter of ring

  • 支撑棍直径 Support rod diameter

  • 每块挡板的支撑棍总长 Total length of support rods per baffle

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Geometry Nozzlel壳程表单知识卡17

  • 输入壳程管嘴直径 Enter shell side nozzle diameters

  • 进口管嘴直径 Inet nozzle diameter

  • 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter

  • 输入管程管嘴直径 Enter tube side nozzle diameters

  • 进口管嘴直径 Inlet nozzle diameter

  • 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter

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