AspenPlus教程第4章简单单元模拟
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简介什么是Process FlowsheetProcess Flowsheet(流程图)可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet 的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节.对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。
例如,只有一个反应器和适当的给料和产物,方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。
但是,当流程图复杂程度提高,且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时,方程数量很容易就成千上万了。
这种情况下,解这一系列代数方程就成为一个挑战。
然而,叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组,Aspen PlusTM,ChemCadTM,PRO/IITM。
这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。
他们被用于在真是世界应用中,从实验室数据到大型工厂设备。
流程模拟的优点在设备的三个阶段都很有用:研究&发展,设计,生产。
在研究&发展阶段,可用来节省实验室实验和设备试运行;设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展;生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。
流程模拟缺点人工解决问题通常会让人对问题思考的更深,找到新颖的解决方式,对假设的评估和重新评估更深入。
流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。
这是一把双刃剑,一方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题,另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。
历史AspenPlusTM在密西根大学界面基础启动AspenPlus,一个新的AspenPlus对象有三个选项,可以Open an Existing Simulation,从Template开始,或者用BlankSimulation创建你的工作表。
这里选择blank simulation。
Aspen PlusTm的模拟引擎独立于它的图形用户界面(GUI)。
化工流程模拟AspenPlus实例教程第二版教学设计前言化工流程模拟软件AspenPlus是化工专业学生必须掌握的核心软件之一。
本教程旨在帮助学生更好地理解和掌握AspenPlus,达到合格的工程师所需的技能。
本教程主要面向化工专业大学生,通过实例教授AspenPlus软件的使用方法,提高学生的分析和模拟化工过程的能力。
通过学习AspenPlus软件,让学生更好地掌握化工过程设计的方法,帮助学生更好地实现化工过程的优化和控制。
教学目标本教程的主要教学目标是:1.通过实例教授AspenPlus的使用方法,让学生掌握AspenPlus的常用功能,能够建立流程模拟模型。
2.帮助学生理解化工流程的基本原理,了解化工流程的主要流程和步骤。
3.通过实例演示,让学生了解化工流程的优化和控制方法,提高学生的工程实践能力。
教学内容第一章:AspenPlus的基本操作在本章中,我们将学习AspenPlus的基本操作方法,包括软件的安装、软件的界面介绍、模型的建立和参数的设置等内容。
第二章:化学工艺流程的建模在本章中,我们将学习如何在AspenPlus中建立化学工艺流程模型。
包括物料平衡的建立、化学反应的设置、热力学模型的选择以及反应器和分馏塔等的建模方法。
第三章:化学工艺过程的优化在本章中,我们将学习如何使用AspenPlus进行化学工艺流程的优化。
包括利用流程模拟来确定最佳操作参数、提高生产效率、降低生产成本等内容。
第四章:化学工艺过程的控制在本章中,我们将学习如何使用AspenPlus进行化学工艺流程的控制。
包括利用流程模拟进行控制策略的制定、建立控制器模型、进行控制系统仿真等内容。
教学策略本教程采用案例教学法和问题学习法相结合的教学策略。
通过向学生提供需要解决的问题,让学生参与到教学过程中,激发学生的学习兴趣,提高学生的参与度和自主学习能力。
在实例教学中,我们将通过模拟化工过程,让学生尝试利用AspenPlus进行模拟,并根据实际情况进行优化和控制。
AspenPlus在化工过程模拟中的应用————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:AspenPlus在化工过程模拟中的应用第1章化工过程模拟概述—第2章AspenPlus模拟基础第3章流股的混合与分割过程模拟第4章压力变送过程模拟第5章分离设备模拟第6章传热设备模拟第7章塔设备模拟第8章反应器模拟第9章固体操作设备模拟第三章流股的混合与分割过程模拟学习目的:1、练习用Aspen Plus 进行流程仿真的基本步骤;2、掌握物流混合模块Mixers/Splitters的用法。
内容:课堂练习:建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise—3。
1):已知:将100m3/hr 的低浓酒精(乙醇20%w,水80%w,400C,1 atm)与200m3/hr 的高浓酒精(乙醇90%w,水10%w,300C,2atm)混合,混合后物流平均分为三股,一股直接输出,第二股与100 kg/hr 的甲醇水溶液混合后(甲醇95%w,水5%w,450C,1.5 bar)输出,第三股与80 kg/hr 的乙酸水溶液混合后(乙酸90%w,水10%w,350C,1。
2 bar)输出.求:三股输出物流的组成(摩尔分率与质量分率)和流量(摩尔流量及体积流量)分别是多少?课后练习:建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise—3。
2):1)将4000C,3 bar 下的1000m3/hr 水蒸气、1000 m3/hr 二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合,求混合气体的温度和体积流量。
2)将4000C,30 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合,求混合气体的温度和体积流量。
3)将4000C,300 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合,求混合气体的温度和体积流量。