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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。
第5章流体输送单元模拟作者：王丁丁孙兰义目录⏹5.1 概述⏹5.2 泵Pump⏹5.3 压缩机Compr⏹5.4 多级压缩机Mcompr ⏹5.5 阀门Valve⏹5.6 管段Pipe⏹5.7 管线系统Pipeline5.1 概述Aspen Plus提供6种流体输送单元模块（Pressure Changers）5.2 泵Pump⏹Pump模块用于模拟两种设备●泵（Pump）泵是把机械能转换成液体的能量，用来给液体增压和输送液体的流体机械。
●水轮机（Turbine）水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。
5.2 泵Pump——连接 泵Pump连接示意图输入参数输出结果出口压力（Discharge pressure）所需功率（Fluid power/Brake power）压力增量（Pressure increase）所需功率（Fluid power/Brake power）压力比率（Pressure ratio）所需功率（Fluid power/Brake power）指定功率（Power required）出口压力（Discharge pressure）特性曲线（Use performance curve to determine discharge conditions）所需功率（Fluid power/Brake power）⏹泵Pump模块有5种计算形式出口压力、泵的水力学效率和驱动机效率⏹常用参数指定：指定模型指定参数指定效率⏹特性曲线有三种输入方式：●列表数据Tabular Data●多项式Polynomials●用户子程序User Subroutines⏹特性曲线的数目，有三个选项：●操作转速下的单根曲线Single curve at operating speed；●参考转速下的单根曲线Single curve at reference speed；●不同转速下的多条曲线Multiple curves at different speeds .选择曲线形式设定特性曲线变量选择曲线数目⏹在Curve Data页面中输入特性曲线数据：●特性曲线变量的单位Units of curve variables●每根曲线特性数据表如Head vs. flow tables●每根曲线的对应转速Curve speeds曲线变量单位曲线对应转速输入流量—扬程数据在Efficiencies页面中输入效率数据：输入流量—效率数据当泵的操作转速与特性曲线的转速不同时，还要输入操作转速数据：规定操作转速用多项式表示特性曲线：输入多项式系数5.2 泵Pump ——NPSHR （1）⏹汽蚀余量又叫净正吸头NPSH ，是表示汽蚀性能的主要参数。
第9章流程选项与模型分析工具作者：毕欣欣孙兰义为方便用户可以控制以及分析流程，Aspen Plus提供了一些有用的工具，这些工具设置在数据浏览窗口（Data Browser）的流程选项(Flowsheeting Options)和模型分析工具（Model Analysis Tools）目录下。
流程选项主要包括设计规定(Design Spec)、计算器(Calculator)、传递模块( Transfer ) 、平衡模块( Balance ) 。
模型分析工具主要包括灵敏度分析（Sensitivity）、优化（Optimization）、约束（Constraint）、数据拟合(Data Fit)以及工况分析(Case Study)。
9.1 流程选项9.1.1 设计规定9.1.2 计算器9.1.3 传递模块9.1.4 平衡模块9.2 模型分析工具9.2.1 灵敏度分析9.2.2 优化及约束条件9.2.3 数据拟合9.2.4 工况分析采集变量：指定期望值可以是流程变量或含某些流程变量的函数（此函数可以是任意涉及一个或多个流程变量的合法Fortran表达式）操纵变量：被调整使采集变量接近期望值可以是一个模块输入变量、过程进料物流变量或其它模拟输入变量；模拟计算出的量不能作为操纵变量设计规定的目标是期望值等于计算值，模拟时需要规定容差，在该容差范围内满足目标函数关系，停止迭代计算。
设计规定中实际满足的方程是：∣规定值-计算值∣<容差设计规定会产生必须迭代求解的回路，缺省情况下，Aspen Plus为每个设计规定生成一个收敛模块并将收敛模块排序。
设计规定在计算时，将物流或模块输入页中提供的操纵变量的值作为初值，为操纵变量提供一个合适的初值有助于减少设计规定收敛计算的迭代次数。
定义一个设计规定一般包括以下5个步骤：✓建立设计规定；✓标识设计规定中的采集变量；✓为采集变量或函数指定期望值并指定容差；✓标识操纵变量，并指定该操纵变量的上下限；✓输入可选的Fortran语句。
A S P E N P L U S反应器模拟教程Hessen was revised in January 2021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。
