一图带你了解各类换热器工作（不容错过的换热器设计知识扫盲）

古人云“工欲善其事必先利其器”，那么做化工设计的您掌握了哪些利器！

从加热器Heater 模型到换热器HeatX 模型，集齐17张换热器设计知识卡，可以召唤神龙吗？

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ASPEN PLUS的换热器模型汇总

加热器Heater 模型

02

Heater可以进行的单相或多相计算

• 求已知物流的泡点或者露点；

• 求已知物流的过热或者过冷的匹配温度；

• 计算物流达到某一状态所需热负荷；

• 模拟加热器（冷却器）或换热器的一侧；

• 模拟泵（仅改变压力，不涉及功率）、压缩机（仅改变压力，不涉及功率）、阀门（仅改变压力，不涉及阻力）。

03

Heater模型设定参数

Heater相关参数中英文知识卡1

• 温度 Temperature

• 温度改变 Temperature change

• 过热度 Degrees of superheating

• 过冷度 Degrees of subcooling

• 压力 Pressure

• 热负荷 Heat duty

• 蒸汽分率 Vapor fraction

• 压降相关参数 pressure drop correlation parameter

注意：指定压力(Pressure)，当指定值>0时，代表出口的绝对压力值；当指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。

Heater相关参数中英文知识卡2

• 有效相态 ( Valid Phase ）

• 蒸汽 vapor-only

• 液体 liquid-only

• 固体solid-only

• 汽—液vapor-liquid

• 汽—液—液vapor-liquid-liquid

• 液—游离水 liquid-FreeWater(Free Water适合纯水或者低压含油少的体系)

• 汽—液—游离水 vapor-iquid-FreeWater

• 液—液，liquid-Dirtywater （非纯净水，含有有机食物或杂质）

• 汽—液—水vapor-liquid-Dirtywater（非纯净水，含有有机食物或杂质）

换热器HeatX 模型

01

典型的HeatX流程连接

02

HeatX输入规定

03

Heatx的模型设定参数

HeatX相关参数中英文知识卡3

• 计算类型 Calculation

• 流动方式 Flow arrangement

• 严格计算模型 Rigorous Model

• 运算模式 Type

• 换热器设定 Exchanger specification

Calculation选项中英文知识卡4

• 简捷计算 Short-cut

• 详细计算 Detailed

• 严格计算 Rigorous

• 管壳式换热器计算Shell&Tube

• 空冷器计算AirCooled

Rigorous Model 选项中英文知识卡5

• 管壳式换热器计算 Shell&Tube

• 空冷器计算 AirCooled

• 板式换热器计算 Plate heat exchanger

Flow arrangement 选项中英文知识卡6

热流体(Hot fluid)流动方式：

• 热流体走壳程 Shell /管程 Tube

• 流动方向 Flow direction

• 逆流 Countercurrent

• 并流 Cocurrent

• 多管程流动 Multiple passes

Type选项中英文知识卡7

• 设计 Design

• 核算 Rating

• 模拟 Simulation

• 最大污染 maximum fouling只有计算类型是管壳时可选

Exchanger specification 选项中英文知识卡8

• 热物流出口温度 (Hot stream outlet temperature)

• 热物流出口（相对于热物流入口）温降 (Hot stream outlet temperature decrease)

• 热物流出口温差 (Hot stream outlet temperature approach)

• 热物流出口过冷度 (Hot stream outlet degrees subcooling)

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

• 冷物流出口温度 (Cold stream outlet temperature)

注意：对于并流或者逆流换热来讲，热物流出口温差的表示方法是不同的。

• 冷物流出口（相对于冷物流入口）温升 (Cold stream outlet temperature increase)

• 冷物流出口温差 (Cold stream outlet temperature approach)

• 冷物流出口过热度 (Cold stream outlet degrees superheat)

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

• 传热面积 (Heat transfer area)

• 热负荷 (Exchanger duty)

04

Heatx 详细计算变量以及使用准则

LMTD对数平均温差校正因子知识卡9

U-methods传热系数知识卡10

Pressure Drop压降知识卡11

对于压降，当指定热侧和冷侧的出口压力(Outlet pressure)时，若指定值>0，代表出口的绝对压力值；指定值≤0，代表出口相对于进口的压力降低值。

Film coefficients膜系数知识卡12

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Heatx 换热器的几何结构参数

包括（以管壳式换热器为例）壳程(Shell)、管程(Tubes)、管翅(Tubefins)、挡板(Baffles)和管嘴(Nozzles)等。

固定管板式换热器

Geometry Shell壳程表单知识卡13

• 壳程类型TEMA shell type

• 管程数No. of tube passes

• 换热器方位Exchanger orientation

• 密封条数Number of sealing strippairs

• 管程流向Direction of tubeside flow

• 壳内径Inside shell diameter

• 壳/管束间隙Shell to bundle clearance

• 串联壳程数Number of shells in Series

• 并联壳程数Number of shells in Parallel

TEMA类型：壳程(E,F,G,H,J,K,X)

Geometry Tubes管程表单知识卡14

管类型 Select tube type

• 裸管 Bare tube

• 翅片管 Finned tube

• 管程布置 Tube layout

• 总管数 Total number

• 管长 Length

• 排列方式 Pattern

• 管心距 Pitch

• 材料 Material

• 导热系数 Conductivity

管子尺寸Tubesize

• 实际尺寸 Actual

• 内径 Inner diameter

• 外径 Outer diameter

• 厚度 Tube thickness

• 公称尺寸 Nominal

• 直径 Diameter

• BWG规格 Birmingham wire gauge

Geometry Tube fins表单知识卡15

翅片高度 Fin height

• 翅片高度 Fin height

• 翅片根部平均直径 Fin root mean diameter

翅片间距 Fin spacing:

• 每单位长度的翅片数 Number of fins per unit length

• 翅片厚度 Fin thickness

选择 optional

• 翅化面积与管内面积之比 ratio of finned area to inside tube ar

• 翅片效率 fin effiency

Geometry Baffle 表单知识卡16

挡板结构 Baffle type

• 圆缺挡板 Segmental baffle

• 棍式挡板 Rod baffle

Segmental baffle参数

• 所有壳程中的挡板总数 No. of baffles, all passes

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

• 管板到第一挡板的间距 Tubesheet to 1st baffle spacing

• 挡板间距 Baffle to baffle spacing

• 壳壁/挡板间隙 Shell-baffle clearance

• 管壁/挡板间隙 Tube-baffle clearance

Rod baffle参数：

• 所有壳程中的挡板总数 No. of baffles, all passes

• 圆环内径 Inside diameter of ring

• 圆环外径 Outside diameter of ring

• 支撑棍直径 Support rod diameter

• 每块挡板的支撑棍总长 Total length of support rods per baffle

Geometry Nozzlel壳程表单知识卡17

• 输入壳程管嘴直径 Enter shell side nozzle diameters

• 进口管嘴直径 Inet nozzle diameter

• 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter

• 输入管程管嘴直径 Enter tube side nozzle diameters

• 进口管嘴直径 Inlet nozzle diameter

• 出口管嘴直径 Outlet nozzle diameter

不打个赏再走么？（手动抛媚眼）

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