熱交換器モデル

(その3)で作成したモデルをそのまま流用し、圧縮機で昇温されたガスを冷却水で冷却する熱交換器モデルに挑戦する。
前回まで、メタン、エタン、プロパンの3成分しか登録していなかったので、新たに水成分を成分リストに追加する必要がある。
上部メニューバーのEdit -> Simulation Settingを開く。



CompoundsのページでWaterを選択して、Addボタンで追加する。



どうせなら、ガス側はPeng Robinson、冷却水側は、Steam Tableを使用しようと思う。
Basisのページで、Steam Tables (IAPWS-IF97)を選んで、Addボタンで追加する。
すると、PP_1:Peng Robinson、PP_2:Steam Tabelと2つの物性推算方法が登録される。(下図)
余談だが、日本ではまだASME1967 Steam Tableがまだ良く使われているが、そのASME自体もIAPWS-IF97を標準として使用するよう推奨している。



下図のように冷却水のラインを作成する。当然成分は水だけなので、Water100%として、チェックボタンを押して確定する。
そして、Property PackageをPP_2(Steam Table)とする。
ちなみにストリーム名は、下図のように自由に変更できる。出来るだけわかりやい名前に変更しておこう。

つぎに熱交換器(Heat Exchanger - Rigorous Heat Exchanger model)を配置し、下図のようにストリームを接続する。
熱交換器のデフォルト設定は、UA計算(U値=1000 w/m2K、伝面=1 m2)となっているので、ストリームを接続するだけで計算が終わっている。



熱交換器は、UA指定の他、出口温度指定、ピンチ温度指定など多数の指定方法が選択できる。
また、Shell & Tubeタイプの熱交換器のある程度のリゴラスな計算も可能である。
注意)但し、リゴラスな膜沸騰・核沸騰の計算は行っていないようなので、リボイラーやコンデンサー用に使用するのには、注意が必要である。
まあ、商用プロセスシミュレータでも、ここらへんのリゴラスさは同じであるので、
相変化があるような熱交換器の詳細設計は、やはりHTRIとか旧HTFSなどの熱交換器詳細設計ツールを使う方が無難だろう。





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