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那么应该如何计算呢?主要涉及以下过程:
1.对于汽相pvt计算,可以使用srk方程,从而可以得到密度。液相也可以使用状态方程
计算密度,但此处不推荐使用,可以使用Rackett模型计算液相密度。
2.至于物流的相态,则首先需要做汽液平衡计算。
3.在进行汽液平衡计算时,液相应用活度系数方程计算组分的逸度系数,并且还需要使
用拓展antoine方程计算蒸汽压力。
4.换热器负荷的计算比较复杂,可以使用进出口物流焓差来计算,那么需要计算出进出
口物流的焓。
5.焓的计算有多种途径,对于液相比较常用的方法是计算理想液体混合物焓,然后再加
上过剩焓计算出来。要计算非理想液体混合物过剩焓,则可通过混合物质汽相焓与蒸发焓
差来计算,非理想性比较强是还要考虑混合焓差。
由此可见,实际过程至少包含如下公式方程:
1.状态方程srk,
2.液相密度方程rackett.
3.拓展antoine方程.
4.汽,液相逸度系数方程
5.液相活度系数方程
6.汽相焓方程,通过srk方程导出,需要设计纯气体Cp=f(p,t)方程。
7.液相焓方程,相当复杂,此处不再重复。
8.其他方程,包括数学方程,比如以上计算时涉及到了微积分运算,汽液平衡的回归运
算等等。
以上方程,如果需要我们用户去一个个选择出来,则是一件相当麻烦的工作,并且很容
易出错。好在模拟软件已经帮我做了这一步,这就是物性方法。
对于本例,我们对汽相用了状态方程,srk,液相用了活度系数方程(nrtl,wilson,等等
),在aspenplus中将此中方法叫做活度系数法,如果你选择nrtl方程,就称为nrtl方法,
wilson方程就成为wilson物性方法(wilson property method)。这种物性方法中已经囊括
了所有我上面提到的方程公式。
在aspenplus中(或者因该说在化工热力学中)有两大类十分重要的物性方法,对于初
学者而言,了解到此两类物性方法,基本上就可以开始着手模拟工作了。
大体而言,根据液相混合物逸度的计算方法的不同,物性方法可以分为两大类:状态方
程法和活度系数法。状态方程法使用状态方程来计算汽相及液相的逸度,而活度系数法使
用状态方程计算汽相逸度,但是通过活度系数来计算液相的逸度。
常见的状态方程有ideal,srk,pr,lk方程以及他们的一些改进方程.状态方程法就是基于
此类状态方程来计算逸度,压缩因子,焓等等的物性方法。
常见的活度系数方程有nrtl, wilson,uniquac等。活度系数法就是基于此类活度系数方
程来计算液相逸度,液相焓等的物性方法。
一般而言,对于常见的烃类如烷,烯,芳香族,无机气体如O2,N2等非(弱)极性的化
合物,选用状态方程法;对于极性强的化合物,如水-醇,有机酸体系选用活度系数法。另
外对于汽相聚合的物质,应选用特别的活度系数法,可以计算汽相聚合效应。对于无机电
解质体系,选用elecnrtl物性方法。
1.了解ASPEN使用界面(如果英文基础不好,可安装金山词霸进行屏幕取词,最好是在使用前,熟悉各表单中不熟悉的英文名称)
2.了解各种模块(化工原理中的单元操作设备)
3.结合手册认知各单元模块
4.学会选择单元模块和熟知各模块的定义
5.用ASPEN打开初级班例题中CAD0001.BKP,掌握模块(BLOCK)的选择,工艺流程的绘制;
6.各种规定的选择和输入:从DATA中设定单位规定、组分规定、组份规定、物性规定、物料规定、单元模块规定;
刚开始的用户一定要在DATA-SETUP-SPECIFICATION(规定)-ACCOUNTING(帐户)中输入英文或阿拉伯数字,千万不要输入中文,系统不会识别中文。文件存盘用BKP扩展名文件,可以在不同版本的ASPEN软件中使用。
学习者一定注意ASPEN是将以前手算编程后的软件,软件中增加了各种参数设置和选择的变量,增加了自由变量的个数。在学习中不断参考有关化工工艺计算书籍和化工电算书籍和工程设计书籍,可以起到事半功倍的作用。
初学者一定熟悉各种状态方程、单元操作设备。
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以后有空讨论单元模块,如果您在上述使用过程中有什么不了解的地方,可以发帖讨论!我们一起研究。本帖仅起到抛砖引玉的作用,让那些不是中石化、大型化工设计院的设计人员和爱好者,掌握ASPEN。更加深入使用,提高设计水平。 |
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