【正文】 熱力學(xué)方法：缺省為用戶(hù)在選擇熱力學(xué)時(shí)定義的整個(gè)系統(tǒng)的缺省的熱力學(xué)方法，用戶(hù)還可以在下拉菜單中。 兩相閃蒸參數(shù)輸入兩相閃蒸可一股進(jìn)料，也可多股進(jìn)料，可以有一股進(jìn)能流或一股出能流。定焓定溫閃蒸在給定溫度下進(jìn)行絕熱閃蒸，計(jì)算物系達(dá)到平衡后的壓力、兩相組成。定冷凝率定壓閃蒸計(jì)算給定壓力冷凝率，物系達(dá)到平衡后的溫度、兩相組成及熱負(fù)荷。兩相閃蒸模塊提供了五種不同類(lèi)型的計(jì)算功能：定溫定壓、定冷凝率定壓、定冷凝率定溫、定焓定壓、定焓定溫。 兩相閃蒸 兩相閃蒸功能兩相閃蒸是指兩相經(jīng)一次接觸達(dá)到平衡后隨即分離的過(guò)程，由于平衡兩相的組成不同，因而可起到一個(gè)平衡級(jí)的分離作用。這里熱負(fù)荷需要用戶(hù)以進(jìn)口能流的形式給出。冷劑類(lèi)型：通過(guò)下拉菜單選擇冷劑的種類(lèi)，在此共三種冷劑可供選擇：氯化鈉鹽水、氯化鈣鹽水和氟里昂 R 1 2。進(jìn)口壓力：輸入冷劑的進(jìn)口壓力。所需參數(shù)如下：進(jìn)口溫度：輸入冷劑的進(jìn)口溫度。冷劑用量：輸入冷劑的流量。冷劑類(lèi)型：通過(guò)下拉菜單選擇冷劑的種類(lèi)，在此共三種冷劑可供選擇：氯化鈉鹽水、ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)61氯化鈣鹽水和氟里昂 R 1 2。進(jìn)口壓力：輸入冷劑的進(jìn)口壓力。所需參數(shù)如下：進(jìn)口溫度：輸入冷劑的進(jìn)口溫度。冷劑冷卻器的進(jìn)入界面如下圖：計(jì)算類(lèi)型：通過(guò)下拉菜單選擇冷劑冷卻器的計(jì)算類(lèi)型，有兩種情況：已知進(jìn)出口溫度,壓力求熱負(fù)荷、已知進(jìn)出口溫度,壓力求冷劑用量。出口相態(tài)：輸入水蒸汽的出口液化率。 出汽溫度：輸入水蒸汽的出口溫度。進(jìn)汽壓力：輸入水蒸汽的入口壓力。2 .第二種情況：已知蒸汽溫度,壓力,蒸汽用量求熱負(fù)荷，其參數(shù)輸入窗口同上圖。出口相態(tài)：輸入水蒸汽的出口液化率。 出汽溫度：輸入水蒸汽的出口溫度。所需參數(shù)如下： 進(jìn)汽溫度：輸入水蒸汽的入口溫度。水蒸汽加熱器的進(jìn)入界面如下圖：計(jì)算類(lèi)型：通過(guò)下拉菜單選擇水冷卻器的計(jì)算類(lèi)型，有兩種情況：已知蒸汽溫度,壓力,熱負(fù)荷求蒸汽用量、已知蒸汽溫度,壓力,蒸汽用量求熱負(fù)荷。冷水用量：輸入冷卻水的流量。所需參數(shù)如下： 進(jìn)口溫度：輸入進(jìn)口冷卻水的溫度。這里熱負(fù)荷需要用戶(hù)以進(jìn)口能流的形式給出。所ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)59需參數(shù)如下： 冷水用量：輸入冷卻水的流量。這里熱負(fù)荷需要用戶(hù)以進(jìn)口能流的形式給出。所需參數(shù)如下： 進(jìn)口水溫：輸入進(jìn)口冷卻水的溫度。這里熱負(fù)荷需要用戶(hù)以進(jìn)口能流的形式給出。1 .第一種情況：已知進(jìn)出口水溫度和熱負(fù)荷求冷卻水用量，所需參數(shù)如下： 進(jìn)口溫度：輸入進(jìn)口冷卻水的溫度。3．水冷卻器水冷卻器沒(méi)有進(jìn)出物流，只能有一股進(jìn)能流或一股出能流。所需參數(shù)如下： 出口溫度：輸入出口物流的溫度。ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)58這里熱負(fù)荷需要用戶(hù)以進(jìn)口能流的形式給出。4 .第四種情況：已知出口壓力和熱負(fù)荷求出口溫度和液化率，其參數(shù)輸入窗口同上圖。液化率：輸入出口物流的液化率。3 .第三種情況：已知出口壓力和液化率求出口溫度和熱負(fù)荷，其參數(shù)輸入窗口同上圖。液化率：輸入出口物流的液化率。2 .第二種情況：已知出口溫度和液化率求出口壓力和熱負(fù)荷，其參數(shù)輸入窗口見(jiàn)下圖。所需參數(shù)如下： 出口溫度：輸入出口物流的溫度。有相變換熱器的進(jìn)入界面如下圖：ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)57計(jì)算類(lèi)型：通過(guò)下拉菜單選擇有相變換熱器的計(jì)算類(lèi)型，有五種情況：已知出口溫度和壓力求液化率和熱負(fù)荷、已知出口溫度和液化率求出口壓力和熱負(fù)荷、已知出口壓力和液化率求出口溫度和熱負(fù)荷、已知出口壓力和熱負(fù)荷求出口溫度和液化率及已知出口溫度和熱負(fù)荷求出口壓力和液化率。需要注意的是這里需要的熱負(fù)荷需要用戶(hù)以進(jìn)口能流的形式給出。2 .選擇第二種情況其參數(shù)輸入窗口見(jiàn)下圖。所需參數(shù)如下： 出口溫度：輸入出口物流的溫度。無(wú)相變換熱器的進(jìn)入界面如下圖：ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)56計(jì)算類(lèi)型：通過(guò)下拉菜單選擇無(wú)相變換熱器的計(jì)算類(lèi)型，有兩種情況：已知出口溫度、壓力求熱負(fù)荷和已知出口壓力、熱負(fù)荷求溫度。其它參數(shù)隨換熱器類(lèi)型不同和計(jì)算類(lèi)型的不同而不同。熱力學(xué)方法缺省為用戶(hù)在選擇熱力學(xué)時(shí)定義的整個(gè)系統(tǒng)的缺省的熱力學(xué)方法，用戶(hù)還可以在下拉菜單中選擇已經(jīng)定義的其它的熱力學(xué)方法。冷劑冷卻器已知進(jìn)能流求冷卻器負(fù)荷與冷劑用量。水冷卻器功能在于已知進(jìn)能流，求冷卻水用量。2 .己知進(jìn)物流的信息以及出物流的溫度，求出物流的其它信息及出能流。有相變與無(wú)相變換熱器功能基本相同，只是根據(jù)物料經(jīng)過(guò)換熱器后相態(tài)是否發(fā)生變化而分類(lèi)的，它們都可適用于以下兩種情況：1 .已知進(jìn)物流與進(jìn)能流，求出去物流。水的出口重量濃度是指出口物流中水的含量，單位為PPM。熱力學(xué)方法：缺省為用戶(hù)在選擇熱力學(xué)時(shí)定義的整個(gè)系統(tǒng)的缺省的熱力學(xué)方法，用戶(hù)還可以在下拉菜單中選擇已經(jīng)定義的其它的熱力學(xué)方法。參數(shù)輸入雙擊物流去水器圖標(biāo)，出現(xiàn)物流去水器參數(shù)輸入窗口如下圖：ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)54單元名稱(chēng)：系統(tǒng)缺省給出，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況予以修改。 物流去水器將一股物流除去其微量的水，得到另一股出去物流及水流。出口水溫度是指另一股水流的溫度，缺省采用汽相物流的出口溫度。熱力學(xué)方法：缺省為用戶(hù)在選擇熱力學(xué)時(shí)定義的整個(gè)系統(tǒng)的缺省的熱力學(xué)方法，用戶(hù)還可以在下拉菜單中選擇已經(jīng)定義的其它的熱力學(xué)方法。參數(shù)輸入雙擊水飽和器圖標(biāo)，出現(xiàn)水飽和器參數(shù)輸入窗口如下圖：?jiǎn)卧Q(chēng)：系統(tǒng)缺省給出，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況予以修改。 水飽和器水飽和器有兩股進(jìn)料，一股為氣相物流，另一股為水流，兩股物流在水飽和器中混合，使出口汽相流中的水達(dá)到飽和，多余的水以液相流出。膨脹機(jī)單元模塊結(jié)果中的絕熱指數(shù)指的是恒壓熱容與恒容熱容的比值。膨脹過(guò)程由于溫度的降低可能引起氣體液化，膨脹機(jī)單元模塊結(jié)果中給出的液相分率指的就是出口物流的液化率。給定進(jìn)出口壓縮比，計(jì)算軸功率和出口溫度進(jìn)出口壓縮比（簡(jiǎn)稱(chēng)壓縮比）指的是出口壓力與進(jìn)口壓力的比值，是個(gè)大于 0 小于 1的實(shí)數(shù)。給定進(jìn)出口壓差，計(jì)算軸功率和出口溫度注意，此處進(jìn)出口壓差指的是進(jìn)口壓力減去出口壓力的值，是個(gè)正值。模擬前需給定壓力，計(jì)算出口流信息，并求得膨脹功等。雙擊工作區(qū)域膨脹機(jī)圖標(biāo),可得如下所示膨脹機(jī)參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框：?jiǎn)卧Q(chēng)和單元描述只是用來(lái)方便用戶(hù)識(shí)別的，與計(jì)算結(jié)果無(wú)關(guān)，可任意輸入。注意事項(xiàng)：壓縮機(jī)的出口壓力必須大于進(jìn)口壓力、進(jìn)口物流必須是氣體，否則需重新輸入這些參數(shù)。4．給定軸功率，計(jì)算出口溫度和出口壓力 此時(shí)需給出軸功率、絕熱效率和機(jī)械效率，絕熱效率和機(jī)械效率的缺省值為 1。3．給定進(jìn)出口壓縮比，計(jì)算軸功率和出口溫度進(jìn)出口壓縮比（簡(jiǎn)稱(chēng)壓縮比）指的是出口壓力與進(jìn)口壓力的比值，是個(gè)大于 1 的實(shí)數(shù)。2．給定進(jìn)出口壓差，計(jì)算軸功率和出口溫度 進(jìn)出口壓差指的是出口壓力減去進(jìn)口壓力的值，是個(gè)正值。出口壓力也可以用壓差、壓縮比的形式給定。熱力學(xué)方法缺省為用戶(hù)在選擇熱力學(xué)時(shí)定義的整個(gè)系統(tǒng)的缺省的熱力學(xué)方法，用戶(hù)還可以在下拉菜單中選擇已經(jīng)定義的其它的熱力學(xué)方法。氣體壓縮機(jī)有一股進(jìn)口物流和一股出口物流，它將一股進(jìn)入的氣相物流壓縮為一股出去的氣相物流。否則需要重新輸入這些參數(shù)。2．已知溫度和軸功率，求出口壓力此時(shí)需給出軸功率、出口溫度（或出口溫差） 、效率，效率的缺省值為 1。一般，物流經(jīng)液體輸送泵后溫度變化很小。泵有兩種計(jì)算類(lèi)型，可通過(guò)下拉菜單選擇：1．已知溫度和壓力，求軸功率壓力可以選擇給定出口壓力或出口壓差，出口壓差指出口壓力減去進(jìn)口壓力的值，是個(gè)正值。雙擊工作區(qū)域液體輸送泵圖標(biāo),可得如下所示液體輸送泵參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框： ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)50 單元名稱(chēng)和單元描述只是用來(lái)方便用戶(hù)識(shí)別的，與計(jì)算結(jié)果無(wú)關(guān)，可任意輸入。 液體輸送泵泵允許一股進(jìn)口物流和一股出口物流。當(dāng)輸入組分組成后，相應(yīng)會(huì)加和出該物流的組分組成，如果加和值不等于1，用戶(hù)可重新輸入組分組成，或者點(diǎn)“圓整”按鈕，讓系統(tǒng)去圓整各組分組成。具體如下：一種是已知“各組分占總進(jìn)料中該組分的分率” ，需要分別給出前（N1）股出口物流ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)49中每一組份的摩爾流率占進(jìn)料中該組份總摩爾流率的分率（參數(shù)輸入窗口見(jiàn)上圖） 。若組分分配器有 N 股出口物流，首先需給定各出口物流的溫度、壓力、液化率，然后給定前（N1）股出口物流的流量和組成，流量和組成有以下兩種給定方法，可以在“出口物流約束”的下拉框中選定。雙擊工作區(qū)域組分分配器圖標(biāo),可得如下所示組分分配器參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框：其中單元名和單元描述是方便用戶(hù)識(shí)別的,對(duì)計(jì)算結(jié)果沒(méi)有影響。組分分配器有分流和分離的作用。當(dāng)用戶(hù)給定的條件無(wú)法全部滿(mǎn)足時(shí)，將依次滿(mǎn)足各出口物流的約束條件，直到進(jìn)口物流消耗完為止?？刂平M分可在緊隨其后的下拉菜單中任意選取。2．控制組分流量 選擇該約束條件時(shí)，相應(yīng)的“控制組分名稱(chēng)”和“組分流率”數(shù)據(jù)接收框被激活。1．物流流量系數(shù)選擇該約束條件時(shí)，相應(yīng)的物流系數(shù)數(shù)據(jù)接受框被激活。若分流器有 N 股出口物流，那么前（N1 ）股出口物流的出料約束條件必須給定。熱力學(xué)方法缺省為用戶(hù)在選擇熱力學(xué)時(shí)定義的整個(gè)系統(tǒng)的缺省的熱力學(xué)方法，用戶(hù)還可以在下拉菜單中選擇已經(jīng)定義的其它的熱力學(xué)方法。除流量外，各出去物流的溫度、壓力、組成、液化率、焓、熵等信息相同，各分流流量占總進(jìn)料的分率由模塊輸入?yún)?shù)確定。同時(shí)給定混合器的出口壓力和出口溫度則按閃蒸計(jì)算。出口溫度：出口溫度缺省時(shí)，利用進(jìn)料條件由絕熱閃蒸計(jì)算出口溫度和相態(tài)。熱力學(xué)方法缺省為用戶(hù)在選擇熱力學(xué)時(shí)定義的整個(gè)系統(tǒng)的缺省的熱力學(xué)方法，用戶(hù)還可以在下拉菜單中選擇已經(jīng)定義的其它的熱力學(xué)方法。 混合器混合器將兩股或兩股以上物流混合成一股出料物流，可以有進(jìn)出能流。ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)46第六章 單元模塊的功能及參數(shù)輸入 加合器加合器將多股物流加合成一股物流，加合器不需要模塊參數(shù)，雙擊加合器圖標(biāo)，出現(xiàn)加合器模塊的窗口如下圖：直接按“確定”按鈕即可。同樣在用戶(hù)選擇的不同熱力學(xué)方法中若含有相同的方法時(shí)，這相同的方法都應(yīng)用同一套參數(shù)。如 PR 狀態(tài)方程在“液相逸度”和“汽相逸度”中都用。體積參數(shù)和面積參數(shù)無(wú)因次。締合交互作用參數(shù)為aij， aij＝ aji，aij 取值一般在 ~ 范圍內(nèi)。摩爾液體體積單位 升/mol 。且 kij＝kji，kii＝0。修改后的參數(shù)將在本模擬計(jì)算中應(yīng)用，但不能改變系統(tǒng)物性數(shù)據(jù)庫(kù)中的值。 熱力學(xué)參數(shù)的修改修改熱力學(xué)方法”對(duì)話(huà)框中的“參數(shù)修改”一項(xiàng)可以用來(lái)輸入所對(duì)應(yīng)的方法的參數(shù)，如狀態(tài)方程或活度系數(shù)模型中的交互作用參數(shù)。在“物性計(jì)算方法選擇”中用戶(hù)可以定義不同的物性采用不同的計(jì)算方法。 熱力學(xué)方法的修改在“熱力學(xué)模型”對(duì)話(huà)框中，點(diǎn)擊“修改”按鈕，進(jìn)入“修改熱力學(xué)方法”對(duì)話(huà)框?！皠h除”按鈕用來(lái)刪除已經(jīng)選擇的熱力學(xué)方法，方法是首先在“所選熱力學(xué)方法”中選擇將要?jiǎng)h除的項(xiàng)，點(diǎn)擊“刪除”按鈕。采用“缺省”熱力學(xué)方法的模塊與物流，當(dāng)系統(tǒng)的缺省熱力學(xué)方法改變后，都將采用新改變的方法。如果整個(gè)系統(tǒng)中不同的模塊采用不同的方法，這里必須將所有將要用到的方法添加到“所選熱力學(xué)方法”中。點(diǎn)擊任何一個(gè)，其對(duì)應(yīng)的各種方法將出現(xiàn)在“各模型的主要方法”一項(xiàng)中?；疃认禂?shù)模型包括所有活度系數(shù)模型。對(duì)話(huà)框中“熱力學(xué)模型”中包括三類(lèi)熱力學(xué)模型：狀態(tài)方程模型、活度系數(shù)模型、所有模型。另外請(qǐng)注意，發(fā)表的極性物系相平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)多為低壓數(shù)據(jù)，因此將其用于中高壓相平衡計(jì)算，有時(shí)會(huì)有較大的誤差。Wilson 不能關(guān)聯(lián)液液平衡，NRTL，UNIQUAC 模型既可用于汽液平衡亦可用于液液平衡。不推薦用 LK 法計(jì)算 C8 以上烴類(lèi)物系的液體密度。該法對(duì)弱極性物系可以給出合理的結(jié)果，不推薦用于強(qiáng)極性物系或具有締合的氫鍵物系。使用專(zhuān)門(mén)的混合規(guī)則可用于混合物性質(zhì)計(jì)算。LK 方程（Lee, ., and Kesler, ., 1975）可用于計(jì)算汽液兩相逸度、焓、熵和密度。ECSS 化工之星實(shí)現(xiàn)的 PRSV 沒(méi)有考慮化合物的這些特征參數(shù)，但該方程對(duì)對(duì)非極性或弱極性物系的精度一般應(yīng)該高于 PR 方程。采用新的混合規(guī)則的 PRSV 或采用三個(gè)純組份特征參數(shù)的PRSV2 方程預(yù)測(cè)極性物性汽液平衡甚至比活度系數(shù)法（Wilson，NRTL，UNIQUAC）要好。PRSV 方程是 1986 年修正 PR 方程提出的，由于引入一個(gè)純組份特征參數(shù)，能夠很好地計(jì)算廣泛物質(zhì)的飽和蒸汽壓，對(duì)非極性、極性非締合、極性締合同樣好。ＰＲ方程形式簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，且參數(shù)易得，應(yīng)該獲得很高的評(píng)價(jià)。ＰＲ方程是 1976 年提出的,經(jīng)大量實(shí)例考核表明,該方程對(duì)含氫、甲烷、COCO、Ｎ 2 等的烴類(lèi)物系，在中等壓力（＜50 atm）及 140℃以上的溫度范圍內(nèi)，具有較高的精度，例如密度計(jì)算的相對(duì)誤差一般在３％以下。但，SRK 計(jì)算液相密度較差。經(jīng)大量考核證明，該方程對(duì)含有 CO、CON2 的烴類(lèi)物系，在中等壓力和不太低的溫度范圍內(nèi)具有較高的預(yù)測(cè)精度。此外為提高相平衡計(jì)算的準(zhǔn)確度，這些狀態(tài)方程需要二元交互作用參數(shù) ijk(由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸而得)。這ECSS 化工之星用戶(hù)手冊(cè)42種方程精度高，但不能得到解析解，計(jì)算復(fù)雜，消耗更多的 CPU 時(shí)間。大致上分為兩大類(lèi)：一類(lèi)通常被稱(chēng)為立方型方程（可以展開(kāi)為體積的三次多項(xiàng)式） ，它們大都是范德華方程的修正，包含 2－3 個(gè)與溫度有關(guān)的特征參數(shù)，具有形式簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)烴類(lèi)物系等非極性或弱極性物系在中等壓力及不太低溫度條件下能給出較好的計(jì)算