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《AspenPlus應(yīng)用于化工原理課程設(shè)計的實踐.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2007年第2期(總第94期)23AspenPlus應(yīng)用于化工原理課程設(shè)計的實踐劉保柱,于鳳文,朱菊香(浙江工業(yè)大學化學工程與材料學院,浙江杭州310032)[摘要]軟件的Next導航按鈕和特制演示視頻,可以使學生較快地掌握了軟件的使用。利用DSTWU捷算模塊獲得不同塔板數(shù)下對應(yīng)的回流比,將數(shù)據(jù)導入Excel進行費用計算能得到最優(yōu)回流比。用Rad2Frac模塊進行嚴格計算,得到完整的工藝數(shù)據(jù),再利用自編軟件即可完成塔板和換熱器設(shè)計。軟件的應(yīng)用增強了學生的興趣,提高了設(shè)計效率和質(zhì)量,同時拓寬了教師的選題范圍,使課程設(shè)計更接近工程實際,獲得了良好的教學效果。[關(guān)鍵詞]化工原理;課程設(shè)計;
2、AspenPlus;精餾塔一、概述penPlus是其中使用較多的過程模擬軟件,它由化工原理是化工類專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)美國AspenTech公司于上世紀80年代初推向市課,課程設(shè)計是教學中的一個重要環(huán)節(jié)。目前課場,經(jīng)過多年的發(fā)展完善,目前的版本配有完備的程設(shè)計尤其是工藝過程計算中主要還是手工計物性模型和全面的單元操作模型,并且具有方便算,大量的手工計算會耗費學生過多的時間,使學直觀的數(shù)據(jù)輸入輸出接口,可廣泛用于各種流程生對化工設(shè)計產(chǎn)生畏難心理;同時需要的一些數(shù)的模擬計算。據(jù)難以從文獻中獲得,教師在選題時受到限制,難2001年,我校購買了用于教學的AspenPlus以反映化工發(fā)展的實際
3、,降低了學生對課題的興軟件。為了給學生提供學習先進設(shè)計工具的機會趣。并擴大課程設(shè)計選題范圍,我們在2002年7月的我校化工原理教研室在氣液傳質(zhì)過程及設(shè)備課程設(shè)計中嘗試引入該軟件用于最優(yōu)回流比和精方面做了大量工作,依托這一優(yōu)勢,課程設(shè)計中經(jīng)餾塔的工藝計算,經(jīng)過幾年試用,效果良好。常選擇精餾裝置設(shè)計作為課題。設(shè)計中要求學生二、軟件使用學習首先根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定精餾塔的最優(yōu)回流比,AspenPlus是一個功能強大的通用過程軟然后按最優(yōu)回流比進行工藝計算得到精餾塔工藝件,盡管它具有友好的用戶界面和豐富的幫助系數(shù)據(jù),接著進行塔板設(shè)計,最后完成設(shè)備設(shè)計。為統(tǒng),學習使用該軟件仍舊有相當難度。為了使
4、學了提高設(shè)計效率,我校教師開發(fā)出塔板設(shè)計軟件、生能在給定時間內(nèi)掌握軟件基本用法并利用它完換熱器設(shè)計軟件。而在工藝計算方面雖開發(fā)了乙成設(shè)計任務(wù),我們采取了以下兩條措施:醇2水系統(tǒng)的回流比優(yōu)化程序,但對于更多物系的1.充分利用Aspenplus的Next導航按鈕工藝計算還沒有很好的辦法。輸入主要數(shù)據(jù)。AspenPlus用戶界面如圖1所通用化工軟件已經(jīng)在現(xiàn)代化工設(shè)計中得到廣示,一個項目的完成需要創(chuàng)建流程圖和輸入數(shù)據(jù)泛應(yīng)用,極大地提高了設(shè)計的效率和質(zhì)量。As2兩個階段。流程圖的生成采用圖形方式,輸入數(shù)[作者簡介]劉保柱(19712),男,講師,碩士。24AspenPlus應(yīng)用于化工原理課程設(shè)
5、計的實踐據(jù)則采用表格形式,可分為必需數(shù)據(jù)和可選數(shù)據(jù)(一)在回流比優(yōu)化中的應(yīng)用兩類,其中必需數(shù)據(jù)是完成一個計算項目的最低最優(yōu)回流比求解中最困難的是計算不同回流要求,可選數(shù)據(jù)則是為了強化功能或者為了特殊比下的精餾塔數(shù)據(jù)。很多物系難以從資料中獲取要求而輸入的數(shù)據(jù)。圖1中鼠標指示即為Next氣液平衡數(shù)據(jù),根本無法進行計算。常見物系的導航按鈕,在數(shù)據(jù)輸入階段它能指示用戶在完成數(shù)據(jù)相對容易獲取,但是手工進行很多組計算的一個數(shù)據(jù)輸入后自動跳轉(zhuǎn)到下一個必需數(shù)據(jù)而跳工作量難以承受。AsepnPlus的捷算方法則可過可選數(shù)據(jù)的輸入。這樣就使學生避開了干擾,以幫助我們解決這一問題。首先利用Columns從
6、而能夠順利輸入自己需要的數(shù)據(jù)。必需數(shù)據(jù)輸組的DSTWU捷算模塊(圖1被選中模塊)建立入完成后,學生根據(jù)教師要求修改某些可選數(shù)據(jù)精餾流程圖,然后利用Next導航按鈕,依次輸入以滿足要求。組分、熱力學方法、塔板數(shù)、輕重關(guān)鍵組分及回收率等參數(shù)。以上數(shù)據(jù)輸入完成后就可以運算,但為了輸出我們要求的塔板數(shù)和回流比的多組數(shù)據(jù)還需要進行輸出格式的設(shè)置,在精餾塔的Calcu2lationOptions中設(shè)置需要輸出的起始塔板數(shù)及間隔,完成后就可以得到設(shè)定塔板數(shù)下的回流比以及再沸器和冷凝器熱負荷,同時還能獲取達到同樣分離要求的塔板數(shù))))回流比組合。將AspenPlus輸出的數(shù)據(jù)導入Excel軟件,首先
7、根據(jù)設(shè)定塔板數(shù)下的冷熱負荷和回流比推算出其他塔板數(shù)下的換熱器及換熱介質(zhì)費用,然后根據(jù)塔板數(shù)和回流比推算塔高塔徑等參數(shù)并計算設(shè)備費用。將設(shè)備費和運行費累計并分攤到每一年,利用Excel的圖表功能對數(shù)據(jù)作圖,可直觀地顯示出總費用對回流比的敏感程度并得到最優(yōu)回流比。圖2是某例題的計算結(jié)果,待處理物料為30e3000kg/h含苯50%的苯)甲苯二元混合物,要求分離得到99.8%的苯產(chǎn)品和99.8%的甲圖1AspenPlus用戶界面苯產(chǎn)品,再沸器和冷凝器分別使用0.
