【正文】 uration對(duì)于冷凝器，選擇默認(rèn)的generic shell and tube。 Process conditions冷熱流體流量，溫度，壓力等根據(jù)題目所給輸入。需要指明的是對(duì)于weight fraction vapor，1代表全氣體，0代表全液體。252。ID：在設(shè)計(jì)計(jì)算模式中不用輸入，待計(jì)算后得到初步的設(shè)計(jì)結(jié)果。Orientation：選擇vertical垂直方向。選擇shellside，殼程。 Baffle geometryType:折流板類型，折流板具有各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)。單弓形（NTIW），在振動(dòng)存在的時(shí)候改用此類折流板。還有一些特殊類型的折流板，讀者可根據(jù)需要自行選用。Orientation：折流擋板圓缺方向, 水平裝配可對(duì)流體造成較強(qiáng)的擾動(dòng)，從而增加傳熱系數(shù)，在無(wú)相變的換熱中較為常用。252。（常用），wall thickness根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用，這里選擇2mm。填寫完畢后，界面如圖211所示：圖211 數(shù)據(jù)填寫完成input summary界面流體物性輸入單擊樹形欄“Hot Fluid Properties”或“Cold Fluid Properties”會(huì)出現(xiàn)圖212物性輸入選擇界面：物性對(duì)于設(shè)計(jì)結(jié)果具有很大的影響。252。如果知道物性，則選取第一項(xiàng)Mixture properties via grid。252。第二項(xiàng)是規(guī)定露點(diǎn)及泡點(diǎn)Specified dew/bubble point。對(duì)于本例題，選擇左邊第二項(xiàng)ponent by ponent，右邊第三項(xiàng)program calculated。252。252。圖212 物性輸入選擇界面雙擊樹形欄的Hot Fluid Properties，看到ponent圖標(biāo)上有紅框標(biāo)識(shí)，說明這一項(xiàng)還需數(shù)據(jù)輸入。圖213 熱流體物性輸入界面在package中，默認(rèn)的安裝物性包有HTRI、VMGThermo。其中，VMGThermo的assay可以用來分析油品數(shù)據(jù)，將在油品例題中闡述。圖214 冷流體物性輸入界面在HTRI物性包中水有兩種，包括water（IAPWS 1997）和water（previous HTRI）。注意：在樹形欄control一項(xiàng)method中，condensation選項(xiàng)，選擇純組分pure ponent為yes計(jì)算，否則，HTRI會(huì)按照含有不凝氣計(jì)算，使熱傳遞系數(shù)計(jì)算不正確，從而影響結(jié)果。點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕計(jì)算，出現(xiàn)report窗口，見表25。為考察初步的設(shè)計(jì)結(jié)果是否合理，將設(shè)計(jì)模式改為Rating校核模式，在校核模式計(jì)算過程 中所缺少的參數(shù)可以暫用report中的數(shù)據(jù)。圖215 校核設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入框參考固定管板式換熱器標(biāo)準(zhǔn)，將換熱器殼徑輸入為300mm，折流擋板間距baffle spacing輸入為150mm，點(diǎn)運(yùn)行按鈕。結(jié)果分析[1720]：查看表26，因Tubeside流速太?。ǎ墓艹虨?。L/D建議在5~10范圍。為增加BFLOW,減少EFLOW，將baffle spacing改為250mm，layout angle 改為60176。查看表27，為減小window流速，將baffle cut改為32%，為減少FFLOW，在clearances中的passlane seal device中，將number of rods設(shè)置為10。運(yùn)行。表26 校核設(shè)計(jì)結(jié)果一表27 校核設(shè)計(jì)結(jié)果二表28 校核設(shè)計(jì)結(jié)果三在final result中，有一項(xiàng)指標(biāo)的考察較為重要，即壓力降。發(fā)現(xiàn)殼側(cè)進(jìn)口管壓降較大。通過觀察殼側(cè)入口管尺寸為52mm，所以增加其至62mm，殼側(cè)進(jìn)口管壓降符合要求，見表210。注意，因?yàn)楸绢}目的runtime message中的警告可以忽略，所以在上述講述過程中沒有涉及，在其他題目中應(yīng)該根據(jù)此項(xiàng)的內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)調(diào)整。HTRI與EDR計(jì)算結(jié)果對(duì)比通過比較HTRI的設(shè)計(jì)結(jié)果，給定相同的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)出的換熱器不盡相同。B板間距/mm250C 續(xù)表211結(jié)構(gòu)參數(shù)工藝參數(shù)EDRHTRI折流板類型單弓形E折流板方向豎直F弓缺/%40在相同的結(jié)構(gòu)參數(shù)之下：，可能原因是兩個(gè)軟件的流速計(jì)算方法不同。，原因在于兩個(gè)軟件所使用的物性數(shù)據(jù)包不同，因此物流的物性有差異。，當(dāng)流速一致的情況下，兩者的設(shè)計(jì)裕量基本相同。 含有不凝氣的氣體冷凝設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)條件對(duì)含有不凝氣的換熱器設(shè)計(jì)，在物性輸入時(shí)應(yīng)注意相態(tài)的選擇。干烴氣體組成（摩爾分率）：。對(duì)本例題冷熱兩股流體的極限溫差并未超過110℃，選擇固定管板式換熱器較為經(jīng)濟(jì)。首先，℃/kcal。圖216 數(shù)據(jù)輸入完畢界面流體物性輸入對(duì)含不凝氣的物流的數(shù)據(jù)輸入，在選擇時(shí)應(yīng)注意相態(tài)問題。表212 物流各組分組成組分乙炔氫氣甲烷一氧化碳水蒸氣摩爾流量kmol/h摩爾組成在物性輸入欄里輸入相關(guān)數(shù)據(jù)圖217 熱流體物性輸入界面一在phase里面，見圖218。在輸入混合物的時(shí)候注意輸入混合物的組成。同樣的方法，輸入冷流體的物性。圖221 軟件計(jì)算其他選項(xiàng)此時(shí)樹形欄已經(jīng)沒有紅色方框，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，計(jì)算。對(duì)Runtime Message里的警告內(nèi)容暫時(shí)不用考慮。參考固定管板式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)，%。折流板間距為200mm。計(jì)算。表214 校核設(shè)計(jì)結(jié)果一警告查看runtime message表214里面內(nèi)容，提示設(shè)計(jì)的換熱器殼側(cè)壓降太大，已經(jīng)超過了入口壓力。因此，選擇雙弓形折流擋板和J21殼徑以減少壓力損失。得到設(shè)計(jì)結(jié)果，如表215所示。也就是說所設(shè)計(jì)的溫度范圍太窄，這是改變溫度范圍可以解決這個(gè)問題。本問題并不影響計(jì)算結(jié)果。而物性隨溫度的曲線基本服從插值的規(guī)律。為解決以上問題，參考計(jì)算殼側(cè)入口管徑為204mm，將入口管徑改為254mm。為使window/crossflow比值接近1。計(jì)算，運(yùn)行。表217 校核設(shè)計(jì)結(jié)果三計(jì)算結(jié)束。20℃。因冷熱兩股流體的極限溫差較小，并且不需要機(jī)械清洗，選擇固定管板式換熱器。軟件計(jì)算步驟首先，對(duì)于油品等混合類不知道具體組成的情況，首選利用PROII或者aspen plus模擬油品物性，然后導(dǎo)入到HTRI中計(jì)算。1. Aspen模擬數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算打開aspen plus軟件，simulations選擇“general with metric units”，run type選擇assay data analysis。選擇setupspecificationglobal選框，輸入本次模擬的名稱。隨后，開始輸入的虛擬組分。點(diǎn)擊ponentsassay/blend，選擇剛才命名的HFLOW組分，并點(diǎn)擊下側(cè)的edit，圖225。輸入ASTM D86數(shù)據(jù)圖226。尤其是輕端組分light ends。另外重度曲線、分子量等也可輸入。得到油品虛擬組分。圖227 虛擬組分結(jié)果為能導(dǎo)入進(jìn)HTRI進(jìn)行計(jì)算，需要在aspen plus內(nèi)建立冷凝器模型，點(diǎn)擊setupspecificationsglobal里的run type里選擇flowsheet，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)流程模擬框。圖228 流程建立建立完成后開始輸入物性數(shù)據(jù)。在propertiesspecificationsglobal里，process type選擇mon，base method選擇UNIQUAC。在streamsHIinputspecifications里輸入熱物流的進(jìn)口數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)。圖231 設(shè)備數(shù)據(jù)輸入圖232 模擬計(jì)算過程圖233 熱物流曲線數(shù)據(jù)輸入在導(dǎo)入HTRI之前，需要首先繪制冷熱物流曲線。在接下來的setup里面，independent variable選擇temperature，其他選擇默認(rèn)。圖234 熱物流曲線物性輸入圖235 熱物流曲線數(shù)據(jù)結(jié)果運(yùn)行，計(jì)算。圖236 數(shù)據(jù)輸出為了在轉(zhuǎn)換為HTRI可用數(shù)據(jù)時(shí)方便，export文件名為4，放在E盤根目錄，保存類型為sum[1819]，圖236。輸入cd..,回車，e:，回車。輸入htxint 2，回車。圖239 aspen plus simulation engine數(shù)據(jù)輸入二圖240 aspen plus simulation engine數(shù)據(jù)輸入三圖241 aspen plus simulation engine數(shù)據(jù)輸入四圖242 aspen plus simulation engine數(shù)據(jù)輸入五輸出完畢，關(guān)閉軟件。使用HTRI軟件打開。圖243 熱流體數(shù)據(jù)模擬一點(diǎn)擊info下面的…按鈕，打開數(shù)據(jù)模擬油品數(shù)據(jù)輸入界面。這里知道密度和恩氏蒸餾曲線。選擇ASTM D86曲線。點(diǎn)擊OK結(jié)束?？砂磳?shí)際情況輸入。圖246 熱流體數(shù)據(jù)模擬四此時(shí)hot fluid properties以無(wú)紅色方框，即熱流體物性模擬完畢。圖247數(shù)據(jù)輸入界面注意hot fluid properties已經(jīng)無(wú)紅色提示，點(diǎn)擊打開，數(shù)據(jù)已輸入完畢。進(jìn)口溫度18℃，出口25℃。點(diǎn)擊cold fluid properties，開始輸入冷物流物性。計(jì)算。對(duì)Runtime Message里的警告內(nèi)容暫時(shí)不用考慮。參考固定管板式換熱器，將換熱器殼徑輸入為273mm，折流擋板間距baffle spacing輸入為130mm，管徑改為19mm，管長(zhǎng)改為3m，折流板改為單弓形。同時(shí)，打開runtime message，查看軟件提示內(nèi)容。觀察軟件計(jì)算的管徑為52mm，這里改為102mm。計(jì)算。第3章 結(jié)論第3章 結(jié)論本次設(shè)計(jì)完成了飽和蒸汽冷凝、含有不凝氣的蒸汽冷凝、油品蒸汽冷凝等例題的詳細(xì)解答。通過對(duì)換熱器的詳細(xì)詳細(xì)設(shè)計(jì)，得到了相關(guān)換熱器的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)。非常感謝老師在平常的設(shè)計(jì)過程中提供的技術(shù)和資料支持。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)課題的全局掌控能力有了較好的提升。對(duì)于將要開始的研究生生涯有著非常重要的影響。也要感謝在設(shè)計(jì)過程中幫助過我的同學(xué)、朋友，是你們的幫助讓我在設(shè)計(jì)過程中克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，感謝你們。Technology Books, 2007.