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Aspen Plus 换热器模拟1.概述在Aspen plus 中换热器主要有以下几种：概述换热器模块Heater 加热器/冷却器确定出口物流的热和相态条件HeatX 双物流换热器在两个物流之间换热MHeatX 多物流换热器在多股物流之间换热Hetran 管壳式换热器与BJAC 管壳式换热器的接口程序Aerotran 空冷换热器与BJAC 空气冷却换热器的接口程序在本次模拟中选取Heatx换热器，HeatX有两种简捷法和严格法计算模型。
简捷法（Shortcut）计算不需要换热器结构或几何尺寸数据，可以使用最少的输入量来模拟一个换热器。
Shortcut模型可进行设计模拟两种计算，其中设计计算依据工艺参数和总传热系数估算出传热面积。
严格法（Detailed）可以用换热器几何尺寸去估算传热膜系数、总传热系数、压降、对数平均温差校正因子等。
严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项，但也需要较多的输入。
Detailed模型不能进行设计计算。
可以将HeatX 的Shortcut和Detailed结合完成换热器设计计算。
首先依据给定的设计条件用Shortcut 估算传热面积，然后依据Shortcut的计算结果用Detailed 进行核算。
在使用 HeatX 模型前，首先要弄清下面这些问题：（1）HeatX能够模拟的管壳换热器类型逆流和并流换热器；弓形隔板TEMA E, F, G, H, J和X壳换热器；圆形隔板TEMA E和F壳换热器；裸管和翅片管换热器。
（2）HeatX能够进行的计算全区域分析；传热和压降计算；显热、气泡状气化、凝结膜系数计算；内置的或用户定义的关联式。
—（3）HeatX不能进行进行的计算机械震动分析计算；估算污垢系数。
（3）HeatX需要的输入规定，必须提供下述规定之一换热器面积或几何尺寸；换热器热负荷；热流或冷流的出口温度；在换热器两端之一处的接近温度；热流或冷流的过热度/过冷度；热流或冷流的气相分率（气相分率为 0 表饱和液相）；热流或冷流的温度变化。
AspenPlus换热器模拟（DOC）Aspen Plus 换热器模拟1.概述在Aspen plus 中换热器主要有以下⼏种：概述换热器模块Heater 加热器/冷却器确定出⼝物流的热和相态条件HeatX 双物流换热器在两个物流之间换热MHeatX 多物流换热器在多股物流之间换热Hetran 管壳式换热器与BJAC 管壳式换热器的接⼝程序Aerotran 空冷换热器与BJAC 空⽓冷却换热器的接⼝程序在本次模拟中选取Heatx换热器，HeatX有两种简捷法和严格法计算模型。
简捷法（Shortcut）计算不需要换热器结构或⼏何尺⼨数据，可以使⽤最少的输⼊量来模拟⼀个换热器。
Shortcut模型可进⾏设计模拟两种计算，其中设计计算依据⼯艺参数和总传热系数估算出传热⾯积。
严格法（Detailed）可以⽤换热器⼏何尺⼨去估算传热膜系数、总传热系数、压降、对数平均温差校正因⼦等。
严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项，但也需要较多的输⼊。
Detailed模型不能进⾏设计计算。
可以将HeatX 的Shortcut和Detailed结合完成换热器设计计算。
⾸先依据给定的设计条件⽤Shortcut 估算传热⾯积，然后依据Shortcut的计算结果⽤Detailed 进⾏核算。
在使⽤ HeatX 模型前，⾸先要弄清下⾯这些问题：（1）HeatX能够模拟的管壳换热器类型逆流和并流换热器；⼸形隔板TEMA E, F, G, H, J和X壳换热器；圆形隔板TEMA E和F壳换热器；裸管和翅⽚管换热器。
（2）HeatX能够进⾏的计算全区域分析；传热和压降计算；显热、⽓泡状⽓化、凝结膜系数计算；内置的或⽤户定义的关联式。
（3）HeatX不能进⾏进⾏的计算机械震动分析计算；估算污垢系数。
（3）HeatX需要的输⼊规定，必须提供下述规定之⼀换热器⾯积或⼏何尺⼨；换热器热负荷；热流或冷流的出⼝温度；在换热器两端之⼀处的接近温度；热流或冷流的过热度/过冷度；热流或冷流的⽓相分率（⽓相分率为 0 表饱和液相）；热流或冷流的温度变化。
ASPEN PLUS换热器设计说明ASPEN PLUS与换热器设计程序的界面本章讲述的是如何使用ASPEN PLUS自带的换热器设计程序界面(HXINT)在ASPEN PLU S运行与换热器设计程序包之间传输加热/冷却曲线的数据。
本章的主题包括：§生成物性数据§开始运行HTXINT§选择加热/冷却曲线的结果§生成界面文件§在换热器设计程序包中使用界面程序关于换热器设计程序界面用户可以使用HTXINT程序从一个ASPEN PLUS运行程序中选择加热/冷却曲线数据，并将这些数据传输到某个能被下列换热器设计程序包读取的文件中：§B-JAC中的HETRAN§HTFS的TASC,ACOL,以及APLE§HTFS的M-系列程序,包括M-TASC,M-ACOL,以及M-APLE§HTRI的ST,CST,ACE,PHE以及RKH用户还可以扩展由加热/冷却曲线所得到的默认数据，使其包括换热器设计程序包所需要的所有物性数据。
完成一次ASPEN PLUS运行之后，在开始运行设计程序之前要先运行HTXINT。
HTXINT将通过一系列提示给用户以指引，为换热器设计程序选择加热/冷却曲线。
HTXINT是一个用于调用ASPEN PLUS摘要文件工具的应用程序。
在模拟中生成物性数据HTXINT所使用的物性数据来自加热/冷却曲线，许多ASPEN PLUS单元操作模型都可以生成这种曲线。
在使用HTXINT时，用户必须先使用ASPEN PLUS生成所需的加热/冷却曲线，对于每个想要的单元模块都要生成加热/冷却曲线(一条或多条)。
关于指定加热/冷却曲线的详细细节，请参见第10章“要求加热/冷却曲线计算”一节。
在模块的Hcurve上就可以：1.在“Property Sets”栏下选择“HXDESIGN”2.选择所需采样点的数目。
见本章“指定加热/冷却曲线的取样点数”一节3.指定压力降的数值下面各节将详细讲述以上各步骤。
Aspen概述化学工程与工艺1153643黄心权摘要：Aspen是新一代大型化工过程模拟软件，它提供了大量的物性数据, 热力学模型和单元操作模型，可用于化工过程的模拟、设计和优化。
本文对aspen在化工过程模拟的入门进行一个详细的介绍。
关键词：Aspen、入门、化工过程模拟、概述1.化工过程模拟过程模拟是使用计算机程序模拟一个化学过程的特性方差，化工过程模拟主要分为稳态模拟和动态模拟。
稳态模拟指的是根据已知的单元设备、单元作业或整个回路的数学模型，编写程序并在计算机上运行的过程。
相对的，动态模拟指的是其对应的数学模型呈现动态特征的过程。
Aspen Plus的对象便是化工静态过程模拟。
2. Aspen Plus简要介绍Aspen Plus是一款功能强大的集化工设计、动态模拟等计算于一体的大型通用流程模拟软件。
它起源于20世纪70年代后期，当时美国能源部在麻省理工学院（MIT）组织会战，要求开发新型第三代流程模拟软件，这个项目称为“先进过程工程系统”（Advanced System For Process Engineering），简称ASPEN。
1982年Aspen Tech公司成立，将其商品化，简称Aspen Plus。
并于1981年十多个版本，如今，成为了全世界公认的标准大型化流程模拟软件，应用案例数以百万计。
[1]3. Aspen Plus的功能Aspen Plus的作用主要包括：（1）进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算；（2）预测物流的流率、组成和性质；预测操作条件和设备尺寸；（3）减少装置的设计时间、进行设计方案比较；（4）帮助改进工艺；（5）在给定的限制内优化工艺条件；（6）辅助确定一个工艺约束部位：（7）固体处理、石油处理、数据回归、数据拟合等等。
4.Aspen Plus的特点4.1数据库Aspen Plus的数据库有三种类型，即系统数据库、内置数据库以及用户数据库。
自带两种数据库，分别是Aspen CD 和DIPPR，另外还有多个专用数据库。
第6章换热器单元模拟作者：全本军孙兰义换热器单元模拟6.1 概述6.2 换热器Heater6.3 换热器HeatX6.1 概述1、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。
2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。
通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11％～40％。
换热器定义：换热器是用来改变物流热力学状态的传热设备。
Aspen Plus 换热器单元模块说明：模块说明功能适用对象Heater加热器或冷却器改变一股物流的热力学状态加热器、冷却器、仅涉及压力的泵、阀门或压缩机HeatX两股物流换热器模拟两股物流换热过程管壳式换热器、空冷气、板式换热器MHeatX 多股物流换热器模拟多股物流换热过程LNG 换热器等Heater模型用于模拟单股或多股物流，使其变成某一特定状态下的单股物流；也可通过设定条件来求已知组成物流的热力学状态。
Heater可以进行以下类型的单相或多相计算：1.求已知物流的泡点或者露点2.求已知物流的过热或者过冷的匹配温度3.计算物流达到某一状态所需热负荷4.模拟加热器（冷却器）或换热器的一侧5.模拟泵、压缩机、压缩机（仅改变压力，不涉及功率）进料物流（任意股）出口物流热流率（可选）热流率（可选）倾析水（可选）物料流热流入口至少一股物料流入口任意股热流可选的出口一股物料流出口一股热流可选的一股水倾析物流可选的 典型的Heater 流程连接图Heater模型设定参数闪蒸规定(Flash specifications)有效相态(ValidPhase)温度Temperature蒸汽Vapor-Only压力Pressure液体Liquid-Only温度Temperature change固体Solid-Only蒸汽分率Vapor fraction汽-液Vapor-Liquid过热Degrees of superheating汽-液-液Vapor-Liquid-Liquid过冷Degrees of subcooling液-游离水Liquid-Freewater热负荷Heatduty汽-液-游离Vapor-Liquid-Freewater Heater模型有两组模型设定参数：闪蒸规定与有效相态注意：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的常用的几种闪蒸规定组合压力（或压降）与右列之一出口温度热负荷或者入口热流率汽化分率温度改变过冷度或过热度出口温度或温度改变与右列之一压力热负荷汽化分率Heater应用实例例6.125℃、压力0.4MPa、流率5000kg/hr的软水在锅炉中被加热变成0.45MPa的饱和蒸汽，物性方法选用针对水（蒸汽）体系的IAPWS-95。
求所需的锅炉供热量。
例6.2流率为500kg/hr、压力为0.1MPa、含乙醇60%（w）、水40%（w）的饱和蒸汽在冷凝器中部分冷凝。
冷凝器的压降为0，冷凝物流的汽/液比（mol）为1/1，物性方法选用UNIQUAC。
求冷凝器热负荷。
换热器HeatX用于模拟两股物流逆流或并流换热时的热量交换过程，可以对大多数类型的双物流换热器进行简捷计算或详细计算。
模拟下述常见结构的管-壳式换热器：1.逆流/并流（Countercurrent / Cocurrent)2.壳程采用折流板（Segmental Baffle in Shell)3.壳程采用棍式挡板（Rod Baffle in Shell)4.裸管/低翅片管（Bare/Low-finned Tubes)典型的HeatX 流程连接出口冷物流入口热物流出口热物流倾析水（可选）倾析水（可选）入口冷物流Heatx的模型设定参数HeatX的设定要从HeatX的Specification页面进行操作，有四组设定参数：1、计算类型（Calculation）2、流动方式（Flow arrangement）3、运算模式（Type）4、换热器设定（Exchangerspecification）Heatx的模型设定参数1、Calculation栏中有五个选项：（1）简捷计算（Short-cut）（2）详细计算（Detailed）（3）管壳式换热器计算（Shell&Tube）（4）空冷器计算（AirCooled）（5）板式换热器计算（Plate heat exchangers）Heatx的模型设定参数2、流动方式设定包括以下选项：（1）热流体(Hot fluid)流动方式：热流体走壳程(Shell) /管程(Tube)（2）流动方向(Flow direction)：逆流(Countercurrent)/并流(Cocurrent）/多管程流动(Multiple passes)Heatx的模型设定参数在换热器中，流体走管程/壳程，下列几点可作为选择的一般原则：a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程，方便清洗。
b) 腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。
c) 压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。
d) 饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽较清洁，表面传热系数与流速无关，而且冷凝液易排出。
e) 流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜。
f) 需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。
Heatx的模型设定参数3、Type选择框中有三个选项：（1）设计（Design）（2）核算（Rating）（3）模拟（Simulation）Calculation与Type两组选项按下述方式配合使用：详细计算只能与核算或模拟选项配合。
详细计算可根据给定的换热器几何结构和流动情况计算实际的热面积、传热系数、对数平均温度校正因子和压降。
使用核算选项时，模块根据设定的换热要求计算需要的换热面积。
使用模拟选项时，模块根据实际的换热面积计算两股物流的出口Heatx的模型设定参数4、换热器闪蒸规定包括13个选项：（1）热物流出口温度(Hot stream outlet temperature)（2）热物流出口（相对于热物流入口）温降(Hot stream outlet temperature decrease)（3）热物流出口温差(Hot stream outlet temperature approach)（4）热物流出口过冷度(Hot stream outlet degrees subcooling)（5）热物流出口蒸汽分率(Hot stream outlet vapor fraction)（6）冷物流出口温度(Cold stream outlet temperature)Heatx的模型设定参数注意：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。
Heatx的模型设定参数（7）冷物流出口（相对于冷物流入口）温升(Cold stream outlet temperature increase)（8）冷物流出口温差(Cold stream outlet temperature approach)（9）冷物流出口过热度(Cold stream outlet degrees superheat)（10）冷物流出口蒸汽分率(Cold stream outlet vapor fraction)（11）传热面积(Heat transfer area)（12）热负荷(Exchanger duty)（13）几何条件(Geometry)（详细计算时采用）Heatx的模型设定参数注意：对于并流或者逆流换热来讲，冷物流出口温差的表示方法是不同的。
Heatx简捷计算与严格计算HeatX模块可以对大多类型的双物流换热器进行简捷的或严格的计算这两种计算方法的主要区别是总的传热系数的计算程序：简捷法总是采用用户规定的或缺省的总的传热系数值。
严格方法采用膜系数的严格热传递方程，并能合并由于壳侧和管侧膜所带来的管壁阻力来计算总的传热系数，用这种方法时，用户需要知道几何尺寸。
Heatx严格计算变量以及使用准则严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项，因此也需要较多的输入。
严格法核算模型提供了很多缺省的选项，用户可以改变缺省的项来控制整个计算。
这些选项包括以下计算变量：LMTD对数平均温差校正因子、U-methods传热系数、Film confficients膜系数、Pressure Drop压降等。
Heatx严格计算变量以及使用准则变量计算方法简捷法使用准则严格法使用准则LMTD 对数平均温差校正因子常数Constant（由用户指定校正系数，也可查手册）Default Yes几何尺寸Geometry No Default用户子程序User-subroutine No Yes 计算法Calculated多管程时可用多管程时可用Heatx严格计算变量以及使用准则变量计算方法简捷法使用准则严格法使用准则U-methods 传热系数常数Constant U value Yes Yes相态法Phase specific values Default Yes幂函数Power lawex pression Yes Yes换热器几何尺寸Exchanger Geometry No Default膜系数Film confficients No Yes用户子程序User-subroutine No YesHeatx严格计算变量以及使用准则变量计算方法简捷法使用准则严格法使用准则Film confficients 膜系数常数Constant U value No Yes相态法Phase specificvaluesNo Yes幂函数Power lawexpressionNo Yes由几何尺寸计算Calculate fromgeometryNo DefaultHeatx严格计算变量以及使用准则变量计算方法简捷法使用准则严格法使用准则Pressure Drop压降由出口压力计算Outlet pressureDefault Yes由几何尺寸计算Calculate from geometryNo DefaultHeatx严格计算变量以及使用准则注意：U-methods传热系数、Film confficients膜系数的计算方法中的相态法需要分别指定冷热两侧不同相态组合下的传热系数。
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。
6.2换热器HeatXHeatx换热器的几何结构参数详细计算时需输入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。
