古人云“工欲善其事必先利其器”，那么做化工設計的您掌握了哪些利器！

從加熱器Heater 模型到換熱器HeatX 模型，集齊17張換熱器設計知識卡，可以召喚神龍嗎？

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ASPEN PLUS的換熱器模型匯總

加熱器Heater 模型

01

典型的Heater流程連接圖

02

Heater可以進行的單相或多相計算

• 求已知物流的泡點或者露點；

• 求已知物流的過熱或者過冷的匹配溫度；

• 計算物流達到某一狀態所需熱負荷；

• 模擬加熱器（冷卻器）或換熱器的一側；

• 模擬泵（僅改變壓力，不涉及功率）、壓縮機（僅改變壓力，不涉及功率）、閥門（僅改變壓力，不涉及阻力）。

03

Heater模型設定參數

Heater相關參數中英文知識卡1

• 溫度 Temperature

• 溫度改變 Temperature change

• 過熱度 Degrees of superheating

• 過冷度 Degrees of subcooling

• 壓力 Pressure

• 熱負荷 Heat duty

• 蒸汽分率 Vapor fraction

• 壓降相關參數 pressure drop correlation parameter

注意：指定壓力(Pressure)，當指定值>0時，代表出口的絕對壓力值；當指定值≤0，代表出口相對于進口的壓力降低值。

Heater相關參數中英文知識卡2

• 有效相態 ( Valid Phase ）

• 蒸汽vapor-only

• 液體 liquid-only

• 固體solid-only

• 汽—液vapor-liquid

• 汽—液—液vapor-liquid-liquid

• 液—游離水 liquid-FreeWater(Free Water適合純水或者低壓含油少的體系)

• 汽—液—游離水 vapor-iquid-FreeWater

• 液—液，liquid-Dirtywater （非純凈水，含有有機食物或雜質）

• 汽—液—水vapor-liquid-Dirtywater（非純凈水，含有有機食物或雜質）

換熱器HeatX 模型

01

典型的HeatX流程連接

02

HeatX輸入規定

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Heatx的模型設定參數

HeatX相關參數中英文知識卡3

• 計算類型 Calculation

• 流動方式 Flow arrangement

• 嚴格計算模型 Rigorous Model

• 運算模式 Type

• 換熱器設定 Exchanger specification

Calculation選項中英文知識卡4

• 簡捷計算 Short-cut

• 詳細計算 Detailed

• 嚴格計算 Rigorous

• 管殼式換熱器計算Shell&Tube

• 空冷器計算AirCooled

Rigorous Model 選項中英文知識卡5

• 管殼式換熱器計算 Shell&Tube

• 空冷器計算 AirCooled

• 板式換熱器計算 Plate heat exchanger

Flow arrangement 選項中英文知識卡6

熱流體(Hot fluid)流動方式：

• 熱流體走殼程 Shell /管程 Tube

• 流動方向 Flow direction

• 逆流 Countercurrent

• 并流 Cocurrent

• 多管程流動 Multiple passes

Type選項中英文知識卡7

• 設計 Design

• 核算 Rating

• 模擬 Simulation

• 大污染 maximum fouling只有計算類型是管殼時可選

Exchanger specification 選項中英文知識卡8

• 熱物流出口溫度 (Hot stream outlet temperature)

• 熱物流出口（相對于熱物流入口）溫降 (Hot stream outlet temperature decrease)

• 熱物流出口溫差 (Hot stream outlet temperature approach)

• 熱物流出口過冷度 (Hot stream outlet degrees subcooling)

• 熱物流出口蒸汽分率 (Hot stream outlet vapor fraction)

• 冷物流出口溫度 (Cold stream outlet temperature)

注意：對于并流或者逆流換熱來講，熱物流出口溫差的表示方法是不同的。

• 冷物流出口（相對于冷物流入口）溫升 (Cold stream outlet temperature increase)

• 冷物流出口溫差 (Cold stream outlet temperature approach)

• 冷物流出口過熱度 (Cold stream outlet degrees superheat)

• 冷物流出口蒸汽分率 (Cold stream outlet vapor fraction)

• 傳熱面積 (Heat transfer area)

• 熱負荷 (Exchanger duty)

04

Heatx 詳細計算變量以及使用準則

LMTD對數平均溫差校正因子知識卡9

U-methods傳熱系數知識卡10

Pressure Drop壓降知識卡11

對于壓降，當指定熱側和冷側的出口壓力(Outlet pressure)時，若指定值>0，代表出口的絕對壓力值；指定值≤0，代表出口相對于進口的壓力降低值。

Film coefficients膜系數知識卡12

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Heatx 換熱器的幾何結構參數

包括（以管殼式換熱器為例）殼程(Shell)、管程(Tubes)、管翅(Tubefins)、擋板(Baffles)和管嘴(Nozzles)等。

固定管板式換熱器

Geometry Shell殼程表單知識卡13

• 殼程類型TEMA shell type

• 管程數No. of tube passes

• 換熱器方位Exchanger orientation

• 密封條數Number of sealing strippairs

• 管程流向Direction of tubeside flow

• 殼內徑Inside shell diameter

• 殼/管束間隙Shell to bundle clearance

• 串聯殼程數Number of shells in Series

• 并聯殼程數Number of shells in Parallel

TEMA類型：殼程(E,F,G,H,J,K,X)

Geometry Tubes管程表單知識卡14

管類型 Select tube type

• 裸管 Bare tube

• 翅片管 Finned tube

• 管程布置 Tube layout

• 總管數 Total number

• 管長 Length

• 排列方式 Pattern

• 管心距 Pitch

• 材料 Material

• 導熱系數 Conductivity

管子尺寸Tubesize

• 實際尺寸 Actual

• 內徑 Inner diameter

• 外徑 Outer diameter

• 厚度 Tube thickness

• 公稱尺寸 Nominal

• 直徑 Diameter

• BWG規格 Birmingham wire gauge

Geometry Tube fins表單知識卡15

翅片高度 Fin height

• 翅片高度 Fin height

• 翅片根部平均直徑 Fin root mean diameter

翅片間距 Fin spacing:

• 每單位長度的翅片數 Number of fins per unit length

• 翅片厚度 Fin thickness

選擇 optional

• 翅化面積與管內面積之比 ratio of finned area to inside tube ar

• 翅片效率 fin effiency

Geometry Baffle 表單知識卡16

擋板結構 Baffle type

• 圓缺擋板 Segmental baffle

• 棍式擋板 Rod baffle

Segmental baffle參數

• 所有殼程中的擋板總數 No. of baffles, all passes

• 擋板切割分率 Baffle cut (fraction of shell diameter)

• 管板到第一擋板的間距 Tubesheet to 1st baffle spacing

• 擋板間距 Baffle to baffle spacing

• 殼壁/擋板間隙 Shell-baffle clearance

• 管壁/擋板間隙 Tube-baffle clearance

Rod baffle參數：

• 所有殼程中的擋板總數 No. of baffles, all passes

• 圓環內徑 Inside diameter of ring

• 圓環外徑 Outside diameter of ring

• 支撐棍直徑 Support rod diameter

• 每塊擋板的支撐棍總長 Total length of support rods per baffle

Geometry Nozzlel殼程表單知識卡17

• 輸入殼程管嘴直徑 Enter shell side nozzle diameters

• 進口管嘴直徑 Inet nozzle diameter

• 出口管嘴直徑 Outlet nozzle diameter

• 輸入管程管嘴直徑 Enter tube side nozzle diameters

• 進口管嘴直徑 Inlet nozzle diameter

• 出口管嘴直徑 Outlet nozzle diameter