aspenplus软件在化工原理教学中的应用

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1、AspenPlus软件在化工原理教学中的应用第16卷第9期2010年9月江苏技术师范学院JOURNALOFJIANGSUTEACHERSUNIVERS1TYOFTECHNOLOGYVol」6.NO.9Sep.,2010AspenPlus软件在化工原理教学中的应用张春勇，郑纯智，汪斌，张国华，文颖频,张纪霞(江苏技术师范学院化学与环境工程学院，江苏常州213001)摘要:化工原理是・LI内容广，实践性强的课程.为了培养学生的工程实践能力，将AspenPlus软件应用于化工原理教学.介绍了AspenPlus软件在化工原理教学中的应用,论述了将AspenPlus软件强大的参数

2、化建模功能应用于教学过程•将AspenPlus引入到化工原理教学屮，有助于学生对化工原理的理解，有助于学生学习兴趣的提高.关键词:AspenPlus;应用;化工原理中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1674—8522(2010)09—0078—04O引言化工原理属于工程学科范围，与工程实践联系密切.1913年美国麻省理工学院首先开出一门名为"PrinciplesofChemicalEngineering,'6tl新课,1923年,wHWalker等人编着并出版了世界第一部关于化工单元操作的着作《化工原~))(PrincipIesofChemicalEngine

3、ering)[b.].AspenPlus是美国麻省理工学院于20世纪70年代后期研制开发的大型化工模拟软件，被公认为世界性大型化工标准流稈•模拟软件[4J.AspenPlus自身附带有较完整的物性参数和各种模型(如反应模型，精憾模型等),能根据工艺的特点,精确计算，广泛适用于精憾，吸收，反应等化工生产过程【亍6J.当工艺参数发生变化时，只要输入改变的参数,As—penPlus就可以模拟，重新计算方便.化工原理概念多，理论性强，计算复杂,与工程实际联系密切.利用AspenPlus的工程设计能力，使化工原理的教学理论联系实际，对化工原理的教学有很好的促进作用.在教学的过程中

4、先把问题提出来，让学牛先自己通过己有的知识进行计算，然后再在AspenPlus软件中模拟.这样学生就能掌握计算和设计两种能力，为解决工业实际问题打下良好的基础.1在流体流动和输送机械屮的应用AspenPlus可以对流体流动进行计算.例如将25oC,1.1atm,800m3/h的低浓度洒精（乙醇的质量含量为30%,水的质量含量为70%）与35°C,1.8atm,700m/h的高浓度酒精（乙醇的质量含量为95%,水的质量含量为5%）混合,求混合后的温度和体积流量等参数.在AspenPlus屮选择Mixers模型来计算和模拟,工艺流程如图1所示.打开模型MIXERS的规定框，

5、输入模拟方法和设计任务和对应的参数，点击工具栏中运行按钮进行模拟计算•查看结果视图,求出混合后的温度为29.62°C,体积流量为1489.18m/h,压力为1.1atm.收稿日期:2010—4〜27;修回H期:2010—5—11作者简介:张春勇（1978一），男，江苏东台人，讲师，硕士.第9期张春勇郑纯智汪斌等:AspenPlus软件在化工原理教学中的应用79在化工生产过程屮，通常使用泵来输送流体，这就需要对泵进行设计.泵的设计过程包括管路系统的确定,泵参数的计算和泵的核算等•在使用AspenPlus教学过程中，先用AspenPlus软件画出流程图，输入必要的参数，再进

6、行模拟.AspenPlus可以计算出泵出口压力，也可以计算出出E1压力，流量，有效汽蚀余量，轴功率等重要数据［71.例如可以提出这样一个问题:一台离心泵将40%,2bar的苯加压到5bar,苯的流量为80m3/h,离心泵的效率为70.05%,电机的效率为85.98%,求泵提供给流体的功率，泵所需要的轴功率，以及电机消耗的电功率.2在传热中的应用AspenPlus软件提供了7种换热器模型，它们分别是Heater,HeatX,MHeatX,Hetran,Aerotran,HXFlux和HTRIXIST.设计换热器的过程是先依据经验初步估计总传热系数,计算传热面积，确定换热器

7、的结构尺寸，然后计算压降，最后核算.在设计过程中，要先使用AspenPlus模拟软件中的AspenPinch来选择管长,流体流径，管子尺寸与排布，管束与壳体的直径，折流板的结构与尺寸等•例如可以提出这样一个问题:用20%,1.0MPa,60000kg/h的水冷却200%,0.4MPa,1OOOOkg/h的混合物（苯的质量含量为50%,苯乙烯的质量含量为20%,水的质量含量为10%,乙苯的质量含量为20%）,计算换热任务和换热器面积.在AspenPlus中选择HEAT模型来计算和模拟,工艺流程如图2所示.模拟的结果:换热器的任务为43642