第7讲-ASPEN-PLUS-压力改变模块的模拟ppt课件.ppt

.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,第,7,讲,ASPEN PLUS,压力改变模块的模拟,1,.,流体输送模型,(Pressure Changers),的分类,泵,Pump,压缩机,Compr,多级压缩机,MCompr,阀门,Valve,管道,Pipe,管线,P,ipeline,2,.,Pump,泵模型,1,、泵（,Pump),2,、水轮机（,Hydraulic Turbine),Pump,模型用于模拟泵和水轮机两种单元设备,3,.,Pump,模型参数,Pump,模型有五种工作方式：,指定模型参数,计算,结果,参数,排出压力所需（产）功率,压力增量所需（产）功率,压力比率所需（产）功率,所需（产）功率排出压力,特性曲线所需（产）功率,4,.,最简单的用法是指定出口压力,(,Discharge pressure,),，并给定泵的水力学效率,(,Pump Efficiency,),和驱动机效率,(,Driver Efficiency,),，计算得到出口流体状态和所需的轴功率和驱动机电功率。,5,.,Pump,特性曲线,标准的设计方法是使用,泵特性曲线,(,Performance curve,),。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,列,表数据是最常用的,输入方式。,6,.,Pump,特性曲线,7,.,Pump,特性曲线,然后选择特性曲线的数目，有三个选项,：,1,、,操作转速下的单根曲线,Single cueve at operating speed,；,2,、,参考转速下的单根曲线,Single curve,at reference speed,；,3,、,不同转速下的多条曲线,Mutiple curves at different speeds.,8,.,在,Curve Data,表单中输入具体数据,：,1,、特性曲线变量的单位,Units of curve variables,；,2,、每根曲线特性数据表 如,Head vs.flow tables,；,3,、每根曲线的对应转速,Curve speeds,；,9,.,Pump,特性曲线,在,Efficiencies,表单输入效率数据：,10,.,Pump,特性曲线,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,：,11,.,Pump,QNPSHR,表,设计泵的安装位置时，应核算“允许汽蚀余量”,NPSHR,N,et,P,ositive,S,uction,H,ead,R,equired,其中：,Hs,为允许吸上真空度,12,.,在,NPSHR,表单中输入,NPSHR,数据,13,.,Pump,NPSHA,根据安装和流动情况可以算出泵进口处的“有效汽蚀余量”,NPSHA,N,et,P,ositive,S,uction,H,ead,A,vailable,在实际使用条件下，选择的泵应该满足,14,.,从数据浏览器的,Pump,对象下选择,Results,查看结果,15,.,Pump,示例,7.1,一水泵将压强为,1.5 bar,的水加压到,6 bar,，水的温度为,25,C,，,流量为,100 m,3,/h,。泵的效率为,0.68,，驱动电机的效率为,0.95,。求：泵提供给流体的功率、泵所需要的轴功率、以及电机消耗的电功率各是多少？,16,.,Pump,示例,7.2,一离心泵输送流量为,100 m,3,/hr,的水，水的,压强为,1.5 bar,，温度为,25,C,。泵的特性曲线如下：,流量（,m,3,/hr,）,70.0 90.0 109.0 120.0,扬程（,m,）,59.0 54.2 47.8 43.0,效率（,%,）,64.5 69.0 69.0 66.0,求：泵的出口压力,、,提供给流体的功率、泵所需要的轴,功率各是多少？,17,.,Compr,压缩机模型,多变离心压缩机,（,Polytropic Centrifugal Compressor),多变正排量压缩机,（,Polytropic Positive Displacement Compressor),等熵压缩机,（,Isentropic Compressor),等熵汽轮机,（,Isentropic Turbine),Compr,模型用于模拟四种单元设备,18,.,Compr,计算模型,Compr,模块提供八种计算模型：,标准等熵模型,Isentropic,ASME,等熵模型,Isentropic using ASME method,GPSA,等熵模型,Isentropic using GPSA method,ASME,多变模型,Polytropic using ASME method,GPSA,多变模型,Polytropic using GPSA method,分片积分多变模型,Polytropic using piecewise,integration,正排量模型,Positive displacement,分片积分正排量模型,Positive displacement using,piecewise integration,19,.,Compr,计算模型,20,.,Compr,模型参数,Compr,模型有五种工作方式：,指定模型参数,计算,结果,参数,排出压力所需（产）功率,压力增量所需（产）功率,压力比率所需（产）功率,所需功率排出压力,特性曲线所需（产）功率,21,.,Compr,模型参数,22,.,1,、等熵效率,Isentropic Efficiency,对于压缩机,对于汽轮机,Compr,效率,Compr,模型有三种效率：,23,.,Compr,效率,2,、多变效率,Polytropic Efficiency,24,.,3,、机械效率,Mechanical Efficiency,压缩机,汽轮机,Compr,效率,25,.,Compr,特性曲线,压缩机也用特性曲线表征其工作性能。特性曲线,有四种输入方式：,列表数据,Tabular Data,多项式,Polynomials,扩展多项式,Extended Polynomials,用户子程序,User Subroutines,列表数据是常用的,输入方式！,26,.,Compr,结果查看,从数据浏览器的,Compr,对象下选择,Results,查看结果,27,.,Compr,示例,7.3,一压缩机将压强为,1.1 bar,的空气加压到,3.3 bar,，空气的温度为,25,C,，,流量为,1000 m,3,/h,。,压缩机,的多变效率为,0.71,，驱动机构的机械效率为,0.97,。求：压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少？,28,.,Compr,示例,7.4,一汽轮机用压强为,35 bar,、温度为,435,C,的过热水蒸汽为工作介质，汽轮机的背压为,10 bar,，蒸汽的,流量为,10000 kg/h,。,汽轮机,的等熵效率为,0.8,，驱动机构的机械效率为,0.98,。,求：,汽轮,机所提供的机械功率以及蒸汽的出口温度和体积流量各是多少？,29,.,MCompr,多级压缩机模型,多级多变压缩机,（,Multi-stage,Polytropic Compressor),多级正排量压缩机,（,Multi-stage,Positive Displacement Compressor),多级等熵压缩机,（,Multi-stage,Isentropic Compressor),MC,ompr,模型用于模拟三种单元设备,30,.,M,Compr,的,模型参数有,级数,(,Number of stages,),指定压缩机的级数。,压缩机模型,(,Compressor model,),有六种计算模型供选用。,设定方式,(,Specification type,),指定压缩机的工作方式。,31,.,设定方式与,Compr,模块有所不同：,指定末级排出压力,(,Fix discharge pressure from last stage,),指定每级排出条件,(,Fix discharge conditions,from each stage,),用特性曲线确定排出条件,(,Use performance curves to determine,discharge conditions,),32,.,MCompr,特性曲线,多级压缩机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,33,.,MCompr,特性曲线,可以提供多张特性曲线表,(,Maps,),，每张表又可以有多条特性曲线。多级压缩机的每一级可以有多个叶轮,(,wheels,),，可以为每个叶轮选用不同的特性曲线表、叶轮直径。,34,.,Valve,阀门模型,阀门模型用来调节流体流经管路时的压降。,35,.,阀门模型有三种应用方式（计算类型）,绝热闪蒸到指定出口压力,Adiabatic flash for specified outlet pressure,2.,对指定出口压力计算阀门流量系数,Calculate valve flow coefficient for specified,outlet pressure,3.,对指定阀门计算出口压力,(,核算方式,),Calculate outlet pressure for specified valve,36,.,Valve,阀门参数,阀门类型,(,Valve type,),：,截止阀,(,Global,),、,球阀,(,Ball,),、蝶阀,(,Butterfly,),厂家,(,Manufacturer,),：,Neles-Jamesbury,系列,/,规格,(,Series/Style,):,线性流量,(,linear,flow,),、等百分比流量,(,equal percent flow,),尺寸,(,Size,),：公称直径,运用核算方式时，需输入以下参数：,37,.,Valve,阀门参数,38,.,Valve,阀门参数,以及阀门开度,(Opening),：,39,.,Valve,计算选项,检查阻塞流动,Check for choked flow,计算空泡系数,Calculate cavitation index,设置最小出口压力等于阻塞压力,Minimum outlet pressure:,Set equal to choked outlet pressure,计算阀门小开度状态时计算选项的设置很重要,40,.,Valve,计算选项,41,.,Valve,结果查看,从数据浏览器的,Valve,对象下选择,Results,查看结果,42,.,Valve,示例,7.5,水的温度为,30,C,，压强为,6 bar,，流量为,150 m,3,/h,，流经一公称通径为,8,英寸的截止阀。阀门的规格为,V500,系列的线性流量阀，阀门的开度为,20%,。,求：阀门出口的水压强是多少？,43,.,Pipe,管段模型,管段模型计算等直径、等坡度的一段管道的压降和传热量。,44,.,Pipe,管段模型,45,.,管道参数表：,Pipe parameters,长度,Length,直径,Diameter,内径,/,管道规格表,提升,Elevation,高度,/,上升角,粗糙度,Roughness,Pipe,管段参数,46,.,Pipe,管段参数,47,.,热参数设定表,Thermal specification,恒温,Constant temperature,线性温度剖型,Linear temperature profile,绝热（零热负荷）,Adiabatic(zero duty),热衡算,Perform energy balance,Pipe,热参数设定,48,.,Pipe,热参数设定,49,.,管件参数表单,Fittings,连接方式：,Connection type,法兰连接,/,焊接,Flanged/Welded,，螺纹连接,Screwed,管件数量：,Number of fittings,闸阀,Gate valves,，蝶阀,Butterfly valves,90,度肘管,Large 90 degree elbows,，,直行三通,Straight tees,，旁路三通,Branched tees,其余当量长度：,Miscellaneous L/D,Pipe,管件参数,50,.,Pipe,结果查看,从数据浏览器的,Pipe,对象下选择,Results,查看结果,51,.,Pipe,结果查看,计算结果还包括流体状态沿管长的分布剖形,(,Profiles,),52,.,Pipe,示例,7.6,流量为,5000 kg/h,，压强为,7 bar,的饱和水蒸汽流经,108,4,的管道。管道长,20 m,，出口比进口高,5 m,，粗糙度为,0.05 mm,。管道采用法兰连接，安装有闸阀,1,个，,90,肘管,2,个。环境温度为,20,C,，传热系数为,20 W/m,2,K,。求：出口处蒸汽的压强、温度和含水率，以及管道的热损失各是多少？,53,.,Pipeline,管线模型,管线模型计算由多段管道串联组成的一条管线的压降。,54,.,Pipeline,管线模型,55,.,在结构表,(,Configuration,),中输入以下参数,计算方向,Calculation direction,管段结构,Segment geometry,传热选项,Thermal options,物性计算,Property calculations,流动基准,Pipeline flow basis,Pipeline,管线参数,56,.,Pipeline,管线参数,57,.,连接状态表：,Connectivity,在弹出的管段数据,(,Segment data,),对话框中逐段输入每一管段的长度、角度、直径、粗糙度，或者节点坐标、直径、粗糙度。,Pipeline,管线参数,58,.,Pipeline,管线参数,59,.,Pipeline,管线参数,完成后的表如下：,60,.,Pipeline,结果查看,从数据浏览器的,Pipeline,对象下选择,Results,查看结果,61,.,Pipeline,结果查看,Pipeline,的,Profiles,给出了每个节点处的结果,62,.,Pipeline,示例,7.7,流量为,100 m,3,/h,，温度为,50,C,，压强为,5 bar,的水流经,108,4,的管线。管线首先向东延伸,5 m,，再向北,5 m,，再向东,10 m,，再向南,5 m,，然后升高,10 m,，再向东,5 m,。管内壁粗糙度为,0.05 mm,。,求：管线出口处的压强是多少？,63,.,北,西,南,东,进,出,5m,5m,10m,5m,升高,10m,5m,Node1,(0,0),Node2,(5,0),Node3,(5,5),Node4,(15,5),Node5,(15,0),Node6,(15,0),Node7,(20,0),64,.,深入讨论：,如果,管线出口处的压强为,3 bar,，则流过,管线的水流量是多少？,65,.,