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[工艺选型] 含不凝气冷凝换热器的设计经验

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本帖最后由 penryn 于 2012-2-21 20:13 编辑

含不凝气时软件计算的传热系数往往比实际大很多,我们怎样处理这个问题?

 

发表于 2009-6-4 15:27:34

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liu-jh218VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山西省
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含不凝气时有两个方面影响传热:
1、由于气体导热性很差,传热系数会大大降低。
2、不凝气含量越高,漏点越低,传热温差大大降低。

 

发表于 2009-6-4 15:54:14

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Peterpaul彼得保罗
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ssf2008VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山西省
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实际中由于气体导热性很差,传热系数会有所降低,且不凝气含量越高,漏点越低,传热温差也降低。

 

发表于 2009-6-4 15:59:21

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LTY楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
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用TASC 和HTRI 算过,两者结果相差不多,但是与实际相差较多,看来大家都注意到这个问题了。

 

发表于 2009-6-4 17:53:13

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和实际相差很大?什么意思?你先说冷量够不够,达到设计要求没有?实际传热系数(你标定的)和软件给的都是多少?

 

发表于 2009-6-5 08:29:19

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huangwenhuanVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP广东省
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含不凝气时软件计算的传热系数往往比实际大很多,造成这种计算结果的原因大概是:
1.不凝气的含量数据不准,造成结果偏差;
2.真空系统,往往有一定泄露进系统的空气,造成K值降低。

 

发表于 2009-6-5 08:58:27

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ybbhiuVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山东省
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设计时,在结构上要充分考虑不凝气体随时流畅排出,这样可以减少对换热面积的影响,降低运行成本;

 

发表于 2009-6-5 09:01:20

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LTY楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
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8# ybbhiu
冷凝的时候这个不凝气没法排吧,会把可冷凝的一起排掉。

 

发表于 2009-6-5 09:52:13

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senanyVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山东省
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含不凝气时软件计算的传热系数往往比实际大很多,造成这种计算结果的原因大概是:
1.不凝气的含量数据不准,造成结果偏差;
2.真空系统,往往有一定泄露进系统的空气,造成K值降低。

同意这种观点,不凝气的含量测量准确后,输入后会降低结果偏差。

 

发表于 2009-6-6 08:15:45

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fantastzVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP台湾省
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熱傳係數會較實際大,你的意思是算出來的面積太小?實際設計, 應考慮不冷凝氣和冷凝液分流(熱交換器出口), 再計算看看, 應該會改善, 計算也會比較準確.

 

发表于 2009-6-6 11:43:18

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LTY楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
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看了大家的观点,确实提醒了我,不凝气含量的计算确实是一个问题,往往这样的体系,本身的物性和组成计算就不准,所以算到最后的传热自然也不准。

 

发表于 2009-6-6 21:39:53

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yubujingrenVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP吉林省
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对于多相流的传热(包括多组份)本身物性拟合就可能由于取值不准产生问题,如压力、温度、各组份流量等,同时由于物质的极性不同,还可能产生由于热力学模型选取不当的问题,因此诸多原因会造成计算与实际相差较大,传热学本身就是一种实验基础上的科学,因此这个问题也许不一定是软件本身的问题。

 

发表于 2009-6-8 17:02:57

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LTY楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
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13# yubujingren
物性和软甲模型的问题。

 

发表于 2009-6-8 17:17:18

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类似这种问题,应结合工程应用实际与软件模拟一起考虑。
软件模拟只是一种复核,我们首先应有一个基本概念,计算机无法实现人的创造;若不凝气较多,可采用两出口来适当降低传热系数的偏值。但值得指出的是,不能盲目相信软件计算出来的东西,首先要有人的创造才有解决实际问题。

 

发表于 2009-6-9 08:32:23

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xujianweiVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
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建议将工艺设计和设备设计分开.
工艺设计中, 重点研究工艺物流的特性, 而冷冻水属于公用工程, 除非作冷冻水系统的改造, 在工艺方案模拟中一般不必将其考虑进去.
一般的做法是: 采用FLASH2模型模拟尾气冷凝器, 输出焓曲线, 导入HTRI中, 在HTRI中冷侧选择冷冻水或冷剂, 则可继续进行换热器的设计或核算(如给定进出口温差,则自动算出需要的水量, 如给定水量则计算出口温度). 冷冻水的物性HTRI已有, 不必靠ASPEN输出.
当然, 如果是两股工艺物料换热, 则需要选用HEATX模块, 出料加一FLASH2(DUTY=0, PDROP=0), 得到气液两股物流. 冷侧和热侧的焓曲线分别导出到HTRI供换热器计算.

 

发表于 2009-6-9 08:43:23

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LTY楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
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本帖最后由 LTY 于 2009-6-9 08:46 编辑

“若不凝气较多,可采用两出口来适当降低传热系数的偏值。”能否详解下?

说一个题外话,大家都知道不能盲从软件的计算结果,要考察实际的设备运行情况,但是我要说的是大家所见到的实际情况就是真实情况的表现吗?相信遇到这类情况的人才能懂我说的意思。

 

发表于 2009-6-9 08:43:54

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microVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP上海市
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本帖最后由 micro 于 2009-6-9 10:57 编辑

LTY
你尝试过改变HTFS+软件的Condensation heat transfer model吗?
1.JPG
建议你采用Mass transfer模型计算带有不凝气的冷凝。
Mass transfer film model是基于Colburn-Hougen 校正系数来处理不凝气,并且采用Colburn-Drew 较正式处理多级压缩计算. 这个模型是基于软件默认的Silver-Bell平衡校正模型.

我们Aspen的研发人员已经开发了一些不同的方法来预测冷凝气的膜传递系数校正,不过目前来看,如果你的组分气体(包括不凝气)已知条件非常准确的条件下,采用mass transfer方法还是最准确的。

另外,如果你对这方面的知识感兴趣,推荐你两个文献,你可以研究一下:
Design of Cooler Condensers for Mixtures of Vapor with Noncondensing Gases, A. P. Colburn and O. A. Hougen, Industrial and Engineering Chemistry, November 1939

An Assessment of Design Methods for Condensation of Vapors from a Noncondensing Gas, J. M. McNaught, Heat Exchanger Theory and Practice, McGraw-Hill Book Co., 1983

 

发表于 2009-6-9 10:53:30

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LTY楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP北京市
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本帖最后由 LTY 于 2009-6-9 12:32 编辑

18# micro
有时间试一下,不过并不抱有太大希望,因为模型是通过实验数据来拟合的,但是不同的实验体系会有不同的影响程度,即使实验体系一样还存在在着实验设备和实际设备的差异,当然常规的相态传热计算也存在这个问题,只是不凝气的加入使这个影响放大了,塔分离过程也有传质模型,这个模型本身的局限性和计算准确度难保证都是公认的。

还是抽时间简单自己试了下,使用新模型后计算的传热系数为老模型的40%左右,第一感觉很好,从宏观上有了大的改观,比较欣慰,以后多实践一下。

 

发表于 2009-6-9 12:03:06

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wfm1003VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IPInvalidIPAddress
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不凝性气体的管道设计,恐怕现成的软件可照搬套用,经验很重要。主要看不凝性的量多少,是否会积累,可否在设备或管道的最高点设置排空管。

 

发表于 2009-6-11 09:59:58

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我们设计时除了模拟计算,也会结合一下同行业现场使用情况,这样准确性、实用性会稍高一些。

 

发表于 2009-6-11 19:28:08

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