aspen模拟氢气汽化潜热

13685516347 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

楼主使用aspen简单换热器模拟氢气汽化潜热，但是得到的结果和实际值差别很大，氮气氧气甲烷的模拟结果都正确，除了氢气，不知道问题在哪里，希望有大佬可以解答一下，谢谢

liu_jia_tao · 发表于 2021-8-18 15:56:23

liming730 发表于 2021-8-19 11:24
请问为什么P-R方程计算的H2的常压沸点和汽化热与手册（或理想模型）计算的差别比较大。我看的PR方程也是 ...

我尝试了多种热力学方法计算氢气的汽化潜热，发现对于1bar下的氢气汽化潜热存在以下规律：1.使用IDEAL方法，以及类似的NRTL、UNIQUIC、Wilson活度系数法计算结果是准确的；
2.使用Aspen中的SRK、PR状态方程，包括改进的状态方程计算的结果不准确；
3.在Aspen中使用HYSYS的SRK、PR状态方程方法，计算结果是准确的；
4.将Aspen中的SRK、PR状态方程中的气液相焓的计算方法改为Ideal或者HYSYS中对应的状态方程计算方法，计算结果仍是不准确的‘
综上，我感觉原因可能和Aspen中状态方程的算法有关

liu_jia_tao · 发表于 2021-8-18 15:56:23

Aspen默认计算汽化热关联式和楼上提供的汽化热书中的关联式都是DIPPR形式的，如下图1，没有温度基准一说，把对应温度带入关联式即可求得对应温度下饱和液体的汽化热，需要注意温度应用范围。如果使用Watson形式的关联式计算汽化热倒是有温度基准这一说，即已知一个温度下的汽化热求解另一温度下的汽化热。如下图2。
刚检查了一下Aspen中氢气的汽化热关联式参数，和工具手册中的一致，结果不应该有大出入。

liming730 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

本帖最后由 liming730 于 2021-8-19 11:15 编辑

我试了一下，如果用理想状态方程，结果与手册是完全一致。但是用P-R方程，N2、O2或CH4与手册值差别不大，但是H2确实差别很大，不知道为啥。

banknation · 发表于 2021-8-18 15:56:23

本帖最后由 banknation 于 2021-8-19 08:25 编辑

模拟结果：沸点下的蒸发潜热

佩里化学工程师手册数据温度基准：13.95 K

13685516347 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

banknation 发表于 2021-8-19 08:20
模拟结果：沸点下的蒸发潜热

你好，想问一下，这个温度温度基准是什么意思呢，是要修改物性参数才会得到正确的潜热数值吗

banknation · 发表于 2021-8-18 15:56:23

13685516347 发表于 2021-8-19 08:45
你好，想问一下，这个温度温度基准是什么意思呢，是要修改物性参数才会得到正确的潜热数值吗

不指明温度，蒸发潜热无从谈起。
水不只是能在100摄氏度下沸腾、蒸发，在50、0、-40摄氏度都能沸腾、蒸发！
这些基础专业知识，还是要补上，然后再来弄这个软件，软件很简单。

1010257424 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

谢谢楼主分享

liming730 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

liu_jia_tao 发表于 2021-8-19 11:17
Aspen默认计算汽化热关联式和楼上提供的汽化热书中的关联式都是DIPPR形式的，如下图1，没有温度基准一说， ...

请问为什么P-R方程计算的H2的常压沸点和汽化热与手册（或理想模型）计算的差别比较大。我看的PR方程也是用的DIPPR关联式。

13685516347 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

banknation 发表于 2021-8-19 09:14
不指明温度，蒸发潜热无从谈起。
水不只是能在100摄氏度下沸腾、蒸发，在50、0、-40摄氏度都能沸腾、蒸 ...

好的，非常感谢

13685516347 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

liming730 发表于 2021-8-19 11:24
请问为什么P-R方程计算的H2的常压沸点和汽化热与手册（或理想模型）计算的差别比较大。我看的PR方程也是 ...

好像是因为氢气比较特殊，节流膨胀升温，你采用refprop物性，结果和手册基本没差

liming730 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

13685516347 发表于 2021-8-19 13:54
好像是因为氢气比较特殊，节流膨胀升温，你采用refprop物性，结果和手册基本没差

我采用理想模型跟手册是一点都不差，包括小数点后两位都一样。

liu_jia_tao · 发表于 2021-8-18 15:56:23

liming730 发表于 2021-8-19 11:24
请问为什么P-R方程计算的H2的常压沸点和汽化热与手册（或理想模型）计算的差别比较大。我看的PR方程也是 ...

我算了一下，的确是Ideal和PR算的结果差异很大，我看Aspen中Ideal方法用的是Watson关联式计算的汽化潜热，PR没写明用的什么关联式计算汽化潜热，但是我修改PR的气液相焓值的计算方法与Ideal一致后结果仍存在很大差异，暂时还没搞懂原因

55656937 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

物性方法的问题，H2模拟要用refprop

tdl522 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

H2-DHVL.bkp (56.87 KB, 下载次数: 7)

tdl522 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

H2-DHVL-REFPROP.bkp (55.11 KB, 下载次数: 6)

tdl522 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

liu_jia_tao 发表于 2021-8-20 13:43
我尝试了多种热力学方法计算氢气的汽化潜热，发现对于1bar下的氢气汽化潜热存在以下规律：1.使用IDEAL方 ...

不清楚是不是PLANTX的参数出问题了。

用PL分析H2的正常沸点与数据库记录的TB不一致。

liu_jia_tao · 发表于 2021-8-18 15:56:23

@tdl522 我算了一下，扩展安托因方程系数应该没有问题，PL分析的-252.76℃对应的压力是大气压，和数据库中的TB一致，氢气的安托因方程使用温度范围较低，只有-259.2~-239.96接近20度范围。应该就是Aspen 状态方程计算方法的问题，我吧PR方程的混合物气液相逸度系数和焓值计算方法改为理想型计算的汽化热就正确了。感觉这里Aspen这里有点坑，物流明明只有氢气纯组分，但是修改纯组分逸度和焓值计算方法得到的结果就和未修改没有差异，必须修改混合物对应的方法才可以，看这样子可能和混合规则或者超额性质有些关系。修改的方法见下图

banknation · 发表于 2021-8-18 15:56:23

tdl522 · 发表于 2021-8-18 15:56:23

H2-PL-DHVL-IDEAL.bkp (27.6 KB, 下载次数: 9)

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