Từ thành Palete, kéo biểu tượng vào PFD, sau đó click đúp vào để cấu hình thiết bị này.
Khảo sát và hiệu chỉnh các thông số công nghệ giàn nén khí MKC
Học viên: Hoàng Minh Hiếu 115
Heat Exchargers trong HYSYS thực hiện tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng. Công cụ mô phỏng này có tính linh hoạt, giải quyết các vấn đề về nhiệt độ, áp suất, dòng nhiệt năng (bao gồm tổn thất nhiệt do mất mát và rò rỉ), dòng vật chất…
Trong HYSYS, chọn công cụ Heat Exchanger (thiết bị trao đổi nhiệt) để tính toán, phân tích. Lựa chọn bao gồm mô hình thiết kế phân tích giới hạn, mô hình lý tưởng (Ft = 1), mô hình tĩnh, mô hình động được sử dụng trong mô phỏng động. Mô hình động dựa trên mô hình cơ sở hoặc chi tiết, có thể sử dụng mô phỏng tĩnh để thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt.
Heat Exchanger tính toán dựa trên cân bằng năng lượng của dòng nóng và
lạnh. Trong biểu thức dưới đây, dòng nóng cung cấp nhiệt năng cho dòng lạnh
Sai số cân bằng = (Mlạnh .( Hra - H vào)lạnh - Q r) – (Mnóng .(Hvào -Hra )nóng - Q m)
Trong đó:
M : Lưu lượng khối lượng dòng H : Enthalpy
Qr : Tổn thất nhiệt do rò rỉ Qm : Tổn thất nhiệt do mất mát
Sai số cân bằng là đặc trưng của Heat Exchanger, sẽ nhận giá trị bằng 0 trong đa số trường hợp.
Chỉ số dưới nóng và lạnh được ký hiệu cho dòng nóng và dòng lạnh, còn vào và ra được ký hiệu cho dòng vào và dòng ra.
Nhiệt năng Heat Exchanger có thể được xác định từ hệ số truyền nhiệt toàn phần, diện tích bề mặt truyền nhiệt và chênh lệch nhiệt độ logarit:
T LMF T A U Q . . .
Trong đó
U: Hệ số truyền nhiệt toàn phần A: Diện tích bề mặt truyền nhiệt
Khảo sát và hiệu chỉnh các thông số công nghệ giàn nén khí MKC
Học viên: Hoàng Minh Hiếu 116
TLM : Chênh lệch nhiệt độ logarit (LMTD) Ft : Hệ số hiệu chỉnh LMTD
Lưu ý rằng hệ số truyền nhiệt và diện tích bề mặt truyền nhiệt thường được kết hợp thành đại lượng UA được sử dụng phổ biến. LMTD và hệ số hiệu chỉnh của nó đã được định nghĩa trong mục Performance.
Các mô hình trao đổi nhiệt:
• Exchanger Design (Endpoint)
Mô hình này dựa trên cơ sở phương trình năng suất trao đổi nhiệt tiêu chuẩn, xác định toàn bộ các thông số: hệ số trao đổi nhiệt; diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, chênh lệch nhiệt độ. Giả thiết chính của mô hình nêu ra: Hệ số truyền nhiệt U và nhiệt dung riêng của cả hai dòng đi trong và ngoài ống là hằng số. Tóm lại, mô hình này khảo sát đường đặc tuyến truyền nhiệt của hai dòng trong và ngoài là tuyến tính.
Đây là trường hợp đơn giản, không có sự thay đổi pha.
• Exchanger Design (Weighted)
Mô hình này dùng trong thiết kế trong trường hợp đường cong truyền nhiệt là phi tuyến như thay đổi thành phần một hoặc cả hai dòng thiết bị trao đổi nhiệt. Chỉ dùng cho thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, về bản chất là mô hình cân bằng năng lượng và vật chất.
• Steady State Rating
Là mô hình mở rộng của mô hình End Point bao gồm việc tính toán tỉ lệ và sử dụng những giả thiết và dữ kiện giống như trong mô hình End Point. Nếu cung cấp chi tiết các thông tin hình học có thể đánh giá thiết bị trao đổi nhiệt và sử dụng mô hình này. Mô hình sử dụng đường cong gần tuyến tính.
• Dynamic Rating
Có 2 loại tổn thất nhiệt xác định
• Heat LeakHao tổn năng suất dòng lạnh do rò rỉ. Năng suất tăng phản ánh sự tăng nhiệt độ.
Khảo sát và hiệu chỉnh các thông số công nghệ giàn nén khí MKC
Học viên: Hoàng Minh Hiếu 117
• Heat Loss Hao tổn năng suất dòng nóng do mất mát. Năng suất giảm phản ánh sự giảm nhiệt độ.
Các bước mô phỏng các bình trao đổi nhiệt:
Bước 1:
Thiết lập các kết nối của hai dòng vật chất trao đổi nhiệt ở trang Connections.
Bước 2:
Chọn mô hình tính toán phù hợp ở trang Parameter. Vì dòng chảy ngược dòng trong thiết bị trao đổi nhiệt nên tác giả chọn mô hình thiết kế là Weighted. Trong trang này thiết lập chênh áp giữa ống và vỏ.
Bước 3:
Chọn tab Specs để chọn Step type trong Individual heat Curve Details. Chọn Equal Enthalpy, tức tất cả các đoạn có sự thay đổi enthalpy.
Chọn Pressure profie được cập nhật vòng lặp ngoài, sử dụng Outlet Pressure cho dòng nóng, Inlet Pressure cho dòng lạnh. Bởi áp suất gần như không đổi khi qua thiết bị trao đổi nhiệt.
Bước 4.
Thiết lập phương pháp trao đổi nhiệt: LMTD = 59,1oC cho thiết bị T-X03; 7,15oC cho thiết bị T-X02 với X=14.
Học viên: Hoàng Minh Hiếu || 118