化工設(shè)計(jì)-7 流體輸送設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 閥門

化工設(shè)計(jì)任課教師：張宇第五章

流體輸送設(shè)備工藝設(shè)計(jì)流體輸送模型的分類泵

Pump壓縮機(jī) Compr多級壓縮機(jī)

MCompr閥門 Valve管道 Pipe管線 Pipeline在ASPENPlus中流體輸送單元?dú)w屬壓力改變器(PressureChangers)類別，共六種模型：Valve—閥門模型用來調(diào)節(jié)流體流經(jīng)管路時的壓降。Valve—連接Valve—計(jì)算類型閥門模型有三種應(yīng)用方式(計(jì)算類型)絕熱閃蒸到指定出口壓力

Adiabaticflashforspecifiedoutletpressure2.

對指定出口壓力計(jì)算閥門流量系數(shù)

Calculatevalveflowcoefficientforspecifiedoutletpressure3.對指定閥門計(jì)算出口壓力(核算方式)CalculateoutletpressureforspecifiedvalveValve—閥門參數(shù)閥門類型(Valvetype)：截止閥(Globe)、球閥(Ball)、蝶閥(Butterfly)廠家(Manufacturer)：Neles-Jamesbury系列/規(guī)格(Series/Style):線性流量(linearflow)、等百分比流量(equalpercentflow)尺寸(Size)：公稱直徑運(yùn)用核算方式時，需輸入以下參數(shù)：閥門流量特性：閥門的流通能力Kv的百分比與開度百分比之間的關(guān)系。流量系數(shù)Cv=1.167Kv。線性流量：Kv%與開度%之間成線性關(guān)系。等百分比流量：Kv%與開度%之間的比值等于開度%。如一個閥門直徑是10mm，它的最大流量是10m3/h，線性流量閥：當(dāng)閥門開度20%時流量是2m3/h，80%時流量是8m3/h；等百分比流量閥：當(dāng)閥門開度20%時流量為0.4m3/h(10*20%*20%)，80%時流量為6.4m3/h(10*80%*80%)。以及閥門開度(Opening)：Valve—計(jì)算選項(xiàng)檢查阻塞流動Checkforchokedflow計(jì)算空泡系數(shù)Calculatecavitationindex設(shè)置最小出口壓力等于阻塞壓力

Minimumoutletpressure:Setequaltochokedoutletpressure計(jì)算閥門小開度狀態(tài)時計(jì)算選項(xiàng)的設(shè)置很重要空泡系數(shù)是兩相混合物在任一流動截面內(nèi)氣相所占的總面積分額。阻塞流：不可壓縮流體在流過閥門時所達(dá)到的最大流量狀態(tài)。當(dāng)閥入口壓力p1保持一定，而逐步降低閥后壓力p2時，流經(jīng)閥的流量會增加到一個最大極限值，再繼續(xù)降低p2，流量不再增加。此時的流動狀態(tài)即為阻塞流。Valve—結(jié)果查看從數(shù)據(jù)瀏覽器的Valve對象下選擇Results查看結(jié)果Valve—示例1

水的溫度為30

C，壓強(qiáng)為6bar，流量為150m3/h，流經(jīng)一公稱通徑為8英寸的截止閥。閥門的規(guī)格為V500系列的線性流量閥，閥門的開度為20%。求：閥門出口的水壓強(qiáng)是多少？Pipe—管段模型管段模型計(jì)算等直徑、等坡度的一段管道的壓降和傳熱量。管道參數(shù)表單：Pipeparameters長度Length直徑Diameter內(nèi)徑/管道規(guī)格表提升Elevation高度/上升角粗糙度RoughnessPipe—管段參數(shù)熱參數(shù)設(shè)定表單Thermalspecification

恒溫Constanttemperature

線性溫度剖型Lineartemperatureprofile

絕熱(零熱負(fù)荷)Adiabatic(zeroduty)

熱衡算PerformenergybalancePipe—熱參數(shù)設(shè)定管件參數(shù)表單Fittings

連接方式：Connectiontype

法蘭連接/焊接Flanged/Welded，螺紋連接Screwed

管件數(shù)量：Numberoffittings

閘閥Gatevalves，蝶閥Butterflyvalves90度肘管Large90degreeelbows，直行三通Straighttees，旁路三通Branchedtees

其余當(dāng)量長度：MiscellaneousL/DPipe—管件參數(shù)Pipe—結(jié)果查看從數(shù)據(jù)瀏覽器的Pipe對象下選擇Results查看結(jié)果計(jì)算結(jié)果還包括流體狀態(tài)沿管長的分布剖形(Profiles)Pipe—示例1

流量為5000kg/h，壓強(qiáng)為7bar的飽和水蒸汽流經(jīng)

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4mm的管道。管道長20m，出口比進(jìn)口高5m，粗糙度為0.05mm。管道采用法蘭連接，安裝有閘閥1個，90

肘管2個。環(huán)境溫度為20

C，傳熱系數(shù)為20W/m2

K。求：出口處蒸汽的壓強(qiáng)、溫度和含水率，以及管道的熱損失各是多少？Pipeline—管線模型管線模型計(jì)算由多段管道串聯(lián)組成的一條管線的壓降。在結(jié)構(gòu)表單(Configuration)中輸入以下參數(shù)計(jì)算方向Calculationdirection

管段幾何Segmentgeometry

熱選項(xiàng)Thermaloptions

物性計(jì)算Propertycalculations

流動基準(zhǔn)

PipelineflowbasisPipeline—管線參數(shù)1連接狀態(tài)表單：Connectivity

在彈出的管段數(shù)據(jù)(Segmentdata)對話框中逐段輸入每一管段的長度、角度、直徑、粗糙度，或者節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(Nodecoordinates)、直徑、粗糙度。Pipeline—管線參數(shù)2完成后的表單如下：Pipeline—結(jié)果查看從數(shù)據(jù)瀏覽器的Pipeline對象下選擇Results查看結(jié)果Pipeline的Profiles給出了每個節(jié)點(diǎn)處的結(jié)果Pipeline—示例1

流量為100m3/h，溫度為50

C，壓強(qiáng)為5bar的水流經(jīng)

108

4mm的管線。管線首先向東延伸5m，再向北5m，再向東10m，再向南5m，然后升高10m，再向東5m。管內(nèi)壁粗糙度為0.05mm。求：管線出口處的壓強(qiáng)是多少？DesignSpecification

—設(shè)計(jì)規(guī)定ASPENPlus通常是根據(jù)我們輸入的過程參數(shù)(如進(jìn)料流股和模型參數(shù))計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)(如非進(jìn)料流股和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù))。進(jìn)行過程設(shè)計(jì)時，常常希望確定某個過程參數(shù)的特定值從而使某個結(jié)果數(shù)據(jù)達(dá)到給定值。對于這類應(yīng)用需求，ASPENPlus提供了設(shè)計(jì)規(guī)定(DesignSpec)工具。設(shè)計(jì)規(guī)定從數(shù)據(jù)瀏覽器的左側(cè)目錄欄中進(jìn)入。設(shè)計(jì)規(guī)定是流程選項(xiàng)(FlowsheetingOptions)下屬的對象1、從數(shù)據(jù)瀏覽器右側(cè)的對象管理器(ObjectManager)中點(diǎn)擊新建(New)按鈕；2、在彈出對話框中為新對象指定一個辨識號(ID)；3、在定義(Define)表單中點(diǎn)擊新建(New)按鈕，創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)定對象所需的變量；4、在彈出對話框中輸入新變量的變量名(Variablename)；5、在變量定義(VariableDefinition)對話框中的下拉式選擇框中選擇變量的類別(Category)、類型(Type)、流股(Stream)或模塊(Block)代號，并指定具體變量(Variable)。步驟6：在規(guī)定(Spec)表單中輸入規(guī)定表達(dá)式(Spec)、目標(biāo)值(Target)和計(jì)算容差(Tolerance)。步驟7：在變化(Vary)表單中輸入調(diào)節(jié)變量(Manupulatedvariable)的類型、名稱和具體變量(variable),并指定體調(diào)節(jié)上、下限(Upper/Lowerlimits)。規(guī)定變量的實(shí)現(xiàn)情況可以從DesignSpec對象的Results表單中查看調(diào)節(jié)變量的迭代過程則從相應(yīng)的收斂對象(Convergence