Функциональная структура DESIGN II for Windows

Функциональная структура DESIGN II for Windows
Функциональное
ядро
системы
База данных
системы по
веществам
База данных
системы по
процессам
База данных
пользователя
по веществам
База данных
пользователя
по процессам
Интерфейс
ввода/вывода

Особенность программной оболочки Design-II для Windows соответствует названию оболочки: "Design" – проектирование, конструирование.
Наряду с возможностями проводить моделирование и оптимизацию сложных химико-технологических систем эта программная оболочка позволяет одновременно выполнять проектный расчет параметров основного технологического оборудования и некоторые функции, отсутствующие у других программных оболочек:

уточненное моделирование системы трубопроводов (горизонтальные, вертикальные, наклонные) для двухфазных систем с учетом теплопередачи и возможностью образования жидкостных и газовых "пробок";
расчет параметров различных смесей аминов, позволяющие считать колонные аппараты с учетом кинетики массоотдачи;
уточненный расчет ректификационных колонн с расчетом их диаметра;
расчет параметров теплообменников и сепараторов;
наличие у каждого модуля оборудования возможности детального определения режимов расчета с помощью ключевых слов и внедрения в модуль программы пользователя на алгоритмическом языке Фортран;

обработка экспериментальных данных и расчет недостающих свойств по существующим свойствам чистых веществ и структуре вещества с одновременным созданием файла базы данных пользователя;
легкое расширения баз данных по веществам и процессам;
возможность создания неограниченной ХТС посредством "сшивки листов";
возможность доступа пользователя к базе данных по свойствам чистых веществ, включающей: молекулярную массу, структуру, критические свойства, давление насыщенного пара, теплоту парообразования, теплоемкость идеального газа, вязкость газа и жидкости, теплопроводность газа и жидкости, удельный объем, поверхностное натяжение, др;
возможность экспорта результатов расчета в MS Excel.

Запуск программы,
Структура,
Основы работы.

Запуск программы, осуществляется по иконке не рабочем столе
или через меню «ПУСК»

Структура программы
Верхнее меню
Панель инструментов
Рабочее поле
Окно инструментов

Инструмент оборудование
Эскиз и выбор ориентации
Список оборудования

Инструмент поток
Эскиз
Тип линии

Инструмент направление
Эскиз
Ориентация

Создать новый документ
Для создания нового документа нажать кнопку и выбрать размер рабочего листа и его ориентацию на экране

Выбрать систему измерений
Выбрать пункт "Preferences" в разделе меню "Specify";

Выбрать систему СИ "SI System";

Определить термодинамические методы для расчета свойств системы.
Выбрать опцию Basic Termo… в пункте меню Specify;

Задание свойств потоков

В зависимости от номера компонента,
база данных разбита на 11 групп.
Каждая группа содержит различное количество свойств.

9000-9999 Компоненты для ионных реакций
100-999 Компоненты, задаваемые пользователем:
100-150 – составы нефти и нефтепродуктов,
200-250 – химические компоненты пользователя, задаваемые из ChemTran
300-310 – твердые компоненты пользователя, задаваемые из ChemTran
Кроме того, компоненты под номерами:

Технологические операторы, не связанные с химическими превращениями и
паро-жидкостным равновесием
(смеситель, делитель, насос, компрессор, турбина, задвижка, трубопровод)

Смеситель (Mixer):
Mixer
Mixer 2
Mixer 3
Предназначен для смешения потоков. Имеет обозначение:
Если потоки имеют различное давление, то после смешения поток с большим давлением адиабатически расширяется до нижнего давления. Количество входящих потоков не ограничено. Для данного аппарата можно задавать только имя и номер по схеме.

Делитель (Divider):
Divider
Divider Multiple
Предназначен для деления потока на два (Divider) и
от 2 до 6 потоков (Divider Multiple).

При использовании делителя на 2 потока необходимо задать
Выбор потока,
выходящего из
делителя
Выбор способа задания данных
либо расход: «Flow Rate» выходящего потока
либо его долю «Flow Fraction» от 0 до 1

При делении потока на от 2 до 6 потоков необходимо использовать "Divider Multiple" с заданием
Выбор способа задания данных
либо расходы: «Flow Rate» выходящих потоков
либо их доля «Flow Fraction» от 0 до 1
Количество потоков
выходящих из
делителя
Список
существующих
потоков
Соответствие потоков,
выходящих из делителя
с существующими

Насос (Pump):
Предназначен для моделирования перекачки потоков.
Имеет обозначение:
Количество входных потоков может быть более 1, но выходной один. В этом случае автоматически реализуется функция смесителя. После смешения, количество паровой фазы на входе и выходе не может быть более 0,9.

Для насоса необходимо задать
Volumetric – для поршневых и
плунжерных помп,
Isentropic – для центробежных.
Давление на выходе.
Но, можно задать на выходе точку начала
конденсации или кипения, но в таком случае
необходимо ввести температуру потока,
а давление будет рассчитано автоматически.
КПД насоса.
Тип двигателя.

Двигатель насоса
Электрический, газовая или
паровая турбина).
Для первого и второго задается только
мощность двигателя, а для паровой турбины
мощность и
энтальпия пара на входе и
выходе.
Если заданной мощности не хватает,
то давление на выходе рассчитывается исходя
из располагаемой мощности

Компрессор (Compressor):
Предназначен для сжатия газовой фазы.
Имеет обозначение:
Количество входящих потоков – не ограничено. Количество выходных потоков: 1 или 2. Если выходных потоков 2, то один из них– газ, а второй – жидкость. После смешения, количество паровой фазы на входе и выходе не может быть более 0,9.
Compressor
Compressor 2

Для компрессора необходимо задать
Законы сжатия: Адиабатический или
Политропический (коэф. политропы либо
считается программой, либо задается).
Давление на выходе.
Но, можно задать на выходе точку начала
конденсации или кипения, но в таком случае
необходимо ввести температуру потока,
а давление будет рассчитано автоматически.
КПД
Тип двигателя.
Многостадийный
компрессор.

Multistage
Количество стадий
(до 10)
Соотношение давлений или
давление после каждой стадии сжатия
Температура охлаждения
между стадиями

Турбина (Expander):
Имеет обозначение:
Используется для получения количества работы, которое может быть совершено газовым, жидким или двухфазным потоком при сбросе давления в адиабатном процессе. Эта работа может использоваться в компрессоре для привода через контроллер (Controller).

Для турбины необходимо задать
Давление на выходе.
КПД

Клапан или вентиль (Valve):
Предназначен для расчета адиабатического сброса
давления потока. Имеет обозначения:
Поток может быть однофазным или двухфазным. Количество входящих потоков не ограничено. Если потоки имеют различ-ное давление, то поток с большим давлением адиабатически расширится до нижнего давления (функция смесителя), и только затем происходит сброс давления в модуле.
Valve
Valve 1
Valve 2
Valve 3
Valve 4

Выходных потоков может быть от 1 (для всех типов)
до 3 (для Valve-1 – Valve-3 типов).
Если выходных потоков 2, то один поток – ГАЗ,
а другой – ЖИДКОСТЬ.
Если выходных потоков 3, то один поток – ГАЗ,
другой – ВОДА, третий – ЖИДКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
(в этом случае необходимо задавать термодинамическую функцию, которая может считать термодинамическое равновесие в системе Г-Ж-Ж)
Используя процедуры из Keyword Input возможно провести детальный расчет размеров сосуда (горизонтального или вертикального) для типов Valve-1 – Valve-3.