Главная страница
Навигация по странице:

  • Aspen Plus

  • (Data Browser)

  • Help Topics

  • Учебный курс по Aspen Plus. Методическое пособие для учебного курса


    Скачать 2.58 Mb.
    НазваниеМетодическое пособие для учебного курса
    АнкорУчебный курс по Aspen Plus.pdf
    Дата22.04.2017
    Размер2.58 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаУчебный курс по Aspen Plus.pdf
    ТипМетодическое пособие
    #5115
    страница1 из 9
      1   2   3   4   5   6   7   8   9

    Методическое пособие для учебного курса
    Моделирование процессов с
    Моделирование процессов с
    Моделирование процессов с
    Моделирование процессов с использованием использованием использованием использованием Aspen
    Aspen
    Aspen
    Aspen Plus
    Plus
    Plus
    Plus®
    ®
    ®
    ®
    Необходимое программное обеспечение
    :
    Aspen Plus
    Москва, 200
    Москва, 200
    Москва, 200
    Москва, 2006 6
    6 6

    2
    Содержание
    1
    Основные понятия и
    возможности
    Aspen Plus ................................................................3 1.1
    Введение в
    моделирование технологических процессов
    .......................................3 1.2
    Интерфейс пользователя
    Aspen Plus.......................................................................4 1.3
    Базовый ввод данных
    ................................................................................................6 1.4
    Настройка представления схемы технологического процесса
    .............................15 1.5
    Особенности работы с
    программой
    Aspen Plus.
    Системные требования
    ............18 1.6
    Возможности взаимодействия с
    другими программами
    .......................................20 1.7
    Задание для самостоятельного моделирования
    – расчёт технологического процесса производства бензола
    ........................................................................................22 2
    Расчёт оборудования в
    Aspen Plus ................................................................................24 2.1
    Типовые модели аппаратов
    ....................................................................................24 2.2
    Модели колонн
    (RadFrac)........................................................................................32 2.3
    Задание
    Расчёт ректификационной колонны производства метанола
    ...............38 2.4
    Дополнительный курс
    Сходимость
    RadFrac .........................................................39 2.5
    Дополнительный курс
    Задание для самостоятельного моделирования по сходимости
    RadFrac ...........................................................................................................42 2.6
    Модели реакторов
    ...................................................................................................43 2.7
    Задание для самостоятельного моделирования
    Сравнение различных типов реакторов
    ............................................................................................................................46 2.8
    Задание на самостоятельное моделирование производства циклогексана
    ........48 2.9
    Теплообменники
    ......................................................................................................50 2.10
    Задание для самостоятельного моделирования по блоку
    HeatX.........................55 2.11
    Устройства
    , изменяющие давление
    .......................................................................56 2.12
    Задание для самостоятельного моделирования по устройствам
    , изменяющим давление
    .............................................................................................................................58 3
    Расчёт физических свойств в
    Aspen Plus ......................................................................60 3.1
    Процесс задания параметров физических свойств
    ...............................................60 3.2
    Задание для самостоятельного моделирования по физическим свойствам
    .......67 3.3
    Дополнительный курс
    Оценка физических свойств
    . ............................................69 3.4
    Дополнительный курс
    Задание для самостоятельного моделирования по оценке физических свойств
    . ...........................................................................................................72 3.5
    Дополнительный курс
    Электролиты
    ......................................................................72 3.6
    Дополнительный курс
    Задание для самостоятельного моделирования по работе с
    электролитами
    ..................................................................................................................74 3.7
    Дополнительный курс
    Работа с
    твёрдыми веществами
    . .....................................76 3.8
    Дополнительный курс
    Задание для самостоятельного моделирования по работе с
    твёрдыми веществами
    .....................................................................................................79 4
    Утилиты
    ...........................................................................................................................84 4.1
    Использование переменных
    ...................................................................................84 4.2
    Расчётные исследования
    ........................................................................................85 4.3
    Задание для самостоятельного моделирования по расчётным исследованиям
    87 4.4
    Подбор параметров
    .................................................................................................88 4.5
    Задание для самостоятельного моделирования по утилите подбора
    .................90 4.6
    Калькулятор
    .............................................................................................................90 4.7
    Задание на самостоятельное моделирование с
    использованием утилиты калькулятора
    .......................................................................................................................94 5
    Возможности ускорения расчёта сложных технологических схем
    ...............................96 5.1
    Сходимость схемы технологического процесса
    ....................................................96 5.2
    Задание для самостоятельного моделирования по сходимости схемы технологического процесса
    ................................................................................................98 5.3
    Моделирование
    , ориентированное на уравнения
    .................................................99 6
    Приложение
    1................................................................................................................ 107 6.1
    Контактная информация
    ....................................................................................... 107 6.2
    Сайт технической поддержки
    ................................................................................ 107

    3 1
    Основные понятия и возможности Aspen Plus
    1.1
    Введение в
    моделирование технологических процессов
    Моделирование технологических процессов это

    Использование компьютерной программы для расчёта материальных и
    тепловых балансов технологического процесса

    Использование основных физических соотношений
    :

    материальный и
    тепловой балансы
    ;

    фазовое равновесие
    ;

    реакции и
    массопередача

    Предсказательный расчёт
    :

    расход потоков
    , состав и
    свойства
    ;

    рабочие режимы
    Преимущества моделирования

    Сокращает время проектирования установки
    :

    позволяет инженеру быстро испытывать различные конфигурации установки

    Помогает усовершенствовать используемые установки
    :

    отвечает на вопросы
    «
    что
    , если
    …»;

    определяет оптимальные условия процесса в
    заданных рамках
    ;

    содействует в
    устранении
    «
    узких мест
    ».
    Подходы к
    моделированию технологических процессов

    Последовательный модульный
    (SM):

    каждый аппарат решается отдельно в
    определённой последовательности
    ;

    используется при решении сложных схем

    Ориентированный на уравнения
    (EO):

    все уравнения решаются одновременно
    ;

    необходимо хорошее начальное приближение

    Сочетание двух методов
    :

    используйте подход
    SM для начального
    , приблизительного решения
    , после чего используйте подход
    EO для более точного решения процесса
    ;

    используйте подход
    SM для получения начального решения
    , после чего используйте подход
    EO для оптимизации или настройки модели
    Полезные советы при построении моделей технологических процессов

    Сложные технологические процессы стройте по блокам
    :

    это упрощает поиск ошибок в
    случае возникновения проблем

    Нет необходимости моделирования в
    Aspen Plus всего оборудования

    Убедитесь в
    точности и
    согласованности данных на входе технологического процесса

    Убедитесь
    , что результаты не противоречивы и
    реалистичны
    Некоторые важные функции
    Aspen Plus

    Точное моделирование электролитов

    Работа с
    твёрдыми веществами

    Регрессия данных

    Согласование данных

    Оценка свойств

    Пользовательские расчёты

    4

    Моделирование
    , ориентированное на уравнения
    , в
    том числе моделирование
    , оптимизация и
    согласование данных для применения в
    системах онлайн
    – оптимизации
    1.2
    Интерфейс пользователя
    Aspen Plus
    Интерфейс пользователя
    Идентификатор работы
    Панели инструментов
    Строка заголовка
    Строка меню
    Кнопка выбора режима
    Библиотека моделей
    Закладки библиотеки моделей
    Структурная схема процесса
    Кнопка
    «
    далее
    »
    Область состояния
    Строка подсказок
    Кнопки изменения размеров окна
    Автоматическое наименование потоков и
    блоков

    При создании объекта пользователь может присвоить имя объекта вручную или автоматически с
    помощью
    Aspen Plus.

    Для того
    , чтобы изменить параметры наименования
    :
    1.
    Выберите
    Options в
    меню
    Tools;
    2.
    Перейдите на закладку
    Flowsheet;
    3.
    Отметьте желаемые опции наименования и
    снимите отметку с
    ненужных

    Названия блоков и
    потоков могут отображаться или быть скрытыми

    выберите объект
    , нажмите правую кнопку и
    выберите в
    меню опцию
    Hide.
    Операции с
    графической схемой технологического процесса

    Блоки

    Для того чтобы разместить на схеме процесса блок
    :
    1.
    Выберите нужную закладку в
    библиотеке моделей
    2.
    Выберите модель технологического объекта
    Нажмите на стрелку выпадающего меню и
    выберите иконку для модели
    3.
    Чтобы поместить блок
    , нажмите сначала на иконку блока
    , а
    потом на схему процесса
    Также вы можете нажать на иконку и
    перетащить её
    на схему
    4.
    Повторно щёлкнув по пустому месту на схеме
    ,
    Вы можете добавить ещё
    один такой же блок и
    так далее
    5.
    Для выхода из режима размещения блоков в
    пустом поле нажмите правую кнопку мыши

    5
    Операции с
    графической схемой технологического процесса

    Потоки

    Для того чтобы разместить поток на схеме технологического процесса
    :
    1.
    Нажмите на иконку
    «
    Потоки
    » (STREAMS) в
    библиотеке моделей
    2.
    Выберите тип потока
    (
    материальный
    , энергетический или работу
    ), нажав на стрелку
    «
    вниз
    » рядом с
    иконкой
    3.
    Нажмите на выделенный порт
    (
    вход или выход
    ) блока для соединения с
    ним
    4.
    Повторите шаг
    3 для соединения остальных участков потока
    5.
    Для того
    , чтобы разместить один из концов потока на вход или выход технологического процесса
    , нажмите на пустую часть схемы
    6.
    Для выхода из режима создания потоков нажмите правую кнопку мыши
    Использование кнопок мыши

    Левая кнопка
    :

    выбирает блок
    , поток
    , метку объекта или аннотацию
    ;

    Правая кнопка
    :

    вызывает меню для выбранного потока
    , блока или диаграммы
    ;

    Двойное нажатие
    :

    открывает форму ввода данных потока или блока
    , или форму результатов для промежуточных потоков
    ;

    редактирует текст метки или аннотации
    Изменение блоков и
    потоков

    Для отображения форм ввода и
    результатов в
    обозревателе данных
    :
    1.
    а
    )
    Щёлкните дважды по интересующему
    Вас объекту или
    (
    если
    Вы ещё
    не произвели расчёт
    ) б
    )
    Выберите блок или поток
    , нажмите правую кнопку и
    выберите в
    меню пункт
    Input…
    2.
    Для того чтобы изменить вид блока или потока
    :
    3.
    Выберите объект нажатием на нём левой кнопки мыши и
    нажмите
    Ctrl+K или
    4.
    Наведите курсор на иконку выбранного объекта и
    нажмите правую кнопку мыши для вызова меню для этого объекта
    ;
    5.
    Выберите пункт меню
    «Exchange Icon».
    Задание для самостоятельного моделирования

    Необходимо построить графическую схему технологического процесса получения бензола

    выберите подходящие иконки для блоков

    6
    +
    Формы
    Закладки
    Папки

    Нажмите правую кнопку мыши на потоке
    , выберите
    Reconnect Destination / Reconnect
    Source и
    присоедините конец
    / начало потока к
    выбранному порту блока

    по завершении моделирования сохраните задачу как
    BENZENE.BKP.
    1.3
    Базовый ввод данных
    Интерфейс
    Aspen Plus

    Графический интерфейс

    для указания параметров программы и
    команд используйте меню
    ,

    панели управления
    – для доступа к
    некоторым наиболее часто используемым функциям
    ,

    библиотека моделей
    – для составления схемы технологического процесса

    Обозреватель данных
    (Data Browser)

    используется для работы с
    формами ввода данных

    его можно переместить
    , изменить размеры
    , свернуть
    , развернуть и
    закрыть

    содержит диспетчер объектов технологической схемы

    кнопка
    «
    Далее
    »
    : проверяет
    , заполнена ли текущая форма полностью и
    переходит к
    следующей форме
    , для которой необходим ввод данных
    Обозреватель данных
    (Data Browser)

    Обозреватель данных
    (Data Browser) – это иерархически структурированное представление входных переменных
    , результатов расчёта и
    объектов модели
    Он может использоваться для навигации по настройкам расчёта
    , потокам
    , блокам
    , утилитам и
    другим формам

    Состоят из форм ввода данных или вывода результатов и
    (
    или
    ) других папок
    , объектов на технологической схеме

    Используются для ввода данных и
    просмотра результатов

    Могут состоять из нескольких закладок

    Расположены в
    паках

    Составляют форму

    Выбираются с
    помощью ярлычков в
    верхней части формы

    7
    Обозреватель данных
    Дерево меню
    Предыдущий лист
    Следующий лист
    Область состояния
    Родительская кнопка
    Единицы измерения
    Назад
    Вперёд
    Комментарии
    Далее
    Область описания
    Состояние
    Список просмотра
    Инструмент подключения ресурсов
    Функциональность форм ввода

    Когда вы нажимаете на левую кнопку мыши для выбора поля на форме
    , в
    области описания появляется информация об этом поле
    Эта информация поможет вам ввести данные

    Нажмите на стрелку выпадающего меню для вызова списка возможных для этого поля вариантов ввода

    Нажатие буквы приведёт к
    переходу к
    следующему разделу списка
    , начинающемуся с
    нажатой буквы

    Клавиша
    Tab переведёт курсор к
    следующему полю на форме

    Aspen Plus всегда добавляет пустую строку после последнего ряда каждой таблицы
    Вызов справки

    Выберите
    Help Topics из меню
    Help для запуска онлайновой подсказки
    :

    Содержание
    :
    Просматривайте документацию
    , в
    том числе руководства пользователя и
    справочники

    Индекс
    :
    Поиск подсказки по какой
    - либо тематике по записям индекса

    Поиск
    :
    Поиск подсказки по тематике
    , содержащей какое
    - либо слово или набор слов

    Подсказка
    “What’s This?” (
    что это
    ?)

    Нажмите кнопку
    “What’s This?” на панели инструментов и
    выберите любую область
    , подсказку по которой хотите получить

    Подсказка
    F1

    Поставьте курсор в
    какое
    - нибудь поле и
    нажмите функциональную клавишу
    для вызова подсказки по этому полю и
    (
    или
    ) форме
    Ввод данных

    Для расчёта модели необходимо ввести данные в
    следующие формы
    :

    Настройка расчёта
    (Setup)

    Компоненты
    (Components)

    Свойства
    (Properties)

    Потоки
    (Streams)

    Блоки
    (Blocks)

    Введите данные в
    формы ввода в
    указанном выше порядке
    , нажимая кнопку
    «
    далее
    »

    8

    Также можно быстро открыть эти формы ввода через меню
    Data или нажатием кнопок обозревателя данных на панели инструментов
    Индикаторы состояния

    Цвета и
    формы описывают текущее состояние входных данных и
    результатов
    :
    Символ
    Состояние
    Форма введена не полностью
    Форма введена полностью
    Для формы ничего не введено
    Ввод не обязателен
    В
    форме есть входные и
    выходные данные
    Для формы существуют результаты
    Для формы существуют результаты
    , но произошла ошибка при вычислениях
    Для формы существуют результаты
    , но при вычислениях встретились предупреждения
    Для формы существуют результаты
    , но после их расчёта входные данные изменились
    Настройка расчёта

    Большая часть настроек вводится на форме
    Setup>Specifications>Global

    Название схемы технологического процесса
    , которое будет использоваться в
    отчётах

    Тип расчёта

    Единицы измерения входных и
    выходных величин

    Возможные фазы
    (
    т е
    пар
    - жидкость или пар
    - жидкость
    - жидкость
    )

    Давление и
    температура окружающей среды

    Параметры вывода результатов расчёта по потокам находятся на форме
    Setup> Report
    Options>Stream
    Форма задания настроек расчёта

    9
    Выбор типа расчёта
    (
    на форме
    Setup>Specifications>Global вполе Run type
    )
    Тип выполнения
    Описание
    Flowsheet
    Стандартная схема технологического процесса может содержать оценку свойств
    , анализ данных испытаний и
    (
    или
    ) расчёты анализов свойств
    Как будет показано ниже
    , эти же параметры можно сохранить отдельно
    , без схемы технологического процесса
    Assay Data
    Analysis
    Используйте
    Assay Data Analysis для анализа данных испытаний и
    создания псевдокомпонентов для последующего использования на схемах технологических процессов
    Aspen Plus.
    Data
    Regression
    Используйте тип
    Data Regression для подбора модели физических свойств
    , необходимых
    Aspen Plus для определения чистых компонентов
    , равновесия пар
    - жидкость
    , жидкостной экстракции и
    прочих параметров смеси
    В
    типе
    Data regression также можно указать оценку свойств и
    расчёт анализа свойств
    Properties
    Plus
    Тип
    Properties Plus следует использовать для подготовки пакета свойств для последующего использования м
    Aspen Custom Modeler или
    Aspen Pinch, коммерческими инженерными программами сторонних организаций или собственными разработками вашей компании
    Property
    Analysis
    Используйте
    Property Analysis для создания таблиц свойств
    , диапазонов температур и
    давлений
    , наборов кривых остаточных фракций жидкости и
    в других отчётах о
    свойствах
    В
    Property Analysis может входить оценка свойств и
    аналитический расчёт данных испытаний
    Property
    Estimation
    Используйте
    Property Estimation для оценки параметров свойств
    , если не желаете выполнять в
    этом же проходе моделирования технологического процесса
    Assay Data
    Analysis
    Используйте
    Assay Data Analysis для анализа данных испытаний и
    создания псевдокомпонентов для последующего использования на схемах технологических процессов
    Aspen Plus.
    Настройка единиц измерения

    Единицы измерения в
    Aspen Plus можно определить на трёх различных уровнях
    :
    1.
    Глобальный уровень
    (
    поля
    “Input
    Data” и
    “Output
    Results” закладки
    Setup>Specifications> Global)
    2.
    Уровень объектов
    (
    поле
    “Units” (
    единицы измерения
    ) в
    верхней части каждой формы объекта
    (
    блока или потока
    ))
    3.
    Уровень конкретных полей
    4.
    Пользователи могут создавать собственные наборы единиц измерения
    , открыв страницу
    Setup>Units-Sets.
    Единицы измерения можно создавать на основе уже существующих наборов и
    затем изменять их
    Компоненты
      1   2   3   4   5   6   7   8   9
    написать администратору сайта