Добавление новой закладки к рабочей тетради

Обратите внимание, что когда на экране активно окно Рабочей тетради, в главном меню программы Unisim появляется новый пункт - Раб.тетрадь. Этот пункт меню позволяет Вам добавлять новые и редактировать имеющиеся закладки Рабочей тетради.

Предположим, что Вам необходимо создать новую закладку в Рабочей тетради, в которой отображаются только температура, давление и расход для каждого потока технологической схемы.

1. В меню Рабочая тетрадь выберите пункт Настройка. На экране появится окно настройки рабочей тетради (Рис.1.36).

Рис.1.36. Окно Настройка рабочей тетради

Вы можете настроить формат вывода переменных, нажав кнопку Формат. По умолчанию выводятся четыре значащие цифры.

Заметьте, что в списке Страницы открывшегося окна уже присутствуют четыре пункта, соответствующие закладкам Рабочей тетради. Когда Вы добавляете новую закладку, она будет расположена перед текущей выделенной в списке закладкой (в данном случае - перед закладкой Material Streams).

2. Предположим, Вы хотите, чтобы новая закладка была расположена перед закладкой Compositions. Щелкните по пункту Compositions в списке Страницы и нажмите кнопку Добавить. Появится окно Тип объекта (Рис.1.37).

Рис.1.37. Окно Тип объекта

3. Необходимо выбрать, информация, о каких объектах выводится на новую закладку. Щелкните мышкой по символу «+» рядом с пунктом Stream (поток). Появятся два подпункта Material Stream и Energy Stream. Выберите подпункт Material Stream (материальный поток) и нажмите на кнопку ОК. Вы вернетесь в окно Настройка, причем к списку закладок будет добавлена новая закладка Material Streamsl.

4. В поле Имя Вы можете изменить название закладки на «Р,Т, расход», это название более информативно (Рис.1.38).

9. Теперь следует задать, какие переменные выводятся на новую закладку. Для этого отредактируем стандартный набор переменных, так чтобы там остались температура, давление, мольный расход и объемный расход жидкости. Остальные переменные удалите (кнопка Удалить). Чтобы удалить сразу несколько переменных, отметьте их, удерживая клавишу <Ctrl> и нажмите кнопку Удалить.

Рис.1.38. Изменение названия закладки

Закройте окно Настройка. Вы вернетесь в рабочую тетрадь и увидите новую страницу (Рис.1.39).

Рис.1.39. Новая страница Рабочей тетради

На данном этапе будет не лишним сохранить результаты своей работы. Это можно выполнить одним из следующих способов:

• Нажать кнопку Сохранить задачу на панели инструментов.

• Выбрать пункт Сохранить в меню Файл.

• Нажать <Ctrl><S>.

Использование графического экрана PFD

Кроме Рабочей тетради одним из основных инструментов работы является графический экран или PFD. Для того, чтобы вызвать окно графического экрана следует выполнить одно из следующих действий:

• Нажать кнопку Графический экран на панели инструментов.

• Нажать комбинацию <Ctrl><P>.

• В меню Инструменты выполнить команду PFD.

Когда графический экран является активным, то в меню команд добавляется пункт PFD (Рис.1.40).

Рис.1.40. Активный графический экран PFD

Находясь в графическом экране можно «перетаскивать» мышью аппараты и потоки, делая схему более удобной. Используйте кнопки Крупнее, Мельче, расположенные в левом нижнем углу графического экрана. Если у Вас возникли проблемы с отображением русских шрифтов или цветовой палитрой, проверьте и скорректируйте Настройки расчета (меню Инструменты, пункт Настройки).

Поскольку экран PFD является графическим представлением моделируемой технологической схемы, на нем отображаются объекты схемы (т.е. потоки и модульные операции - аппараты) и соединения между ними. Каждый объект на PFD представлен совокупностью его условного изображения и метки, соответствующей названию объекта. Так, например, материальный поток представлен в виде жирной стрелки синего (когда он полностью задан) или голубого (когда задан не полностью) цвета, причем направление этой стрелки совпадает с направлением движения вещества.

Размер графического экрана PFD можно менять, «перетаскивая» мышью его границы. При работе с графическим экраном PFD пользователь может:

• Выполнять различные команды и операции, используя панель инструментов графического экрана.

• Открывать специализированное окна потока или операции, дважды щелкнув мышью по его изображению.

• Изменить расположение объектов путем «перетаскивания» их мышью.

• Получить основную информацию об объекте, не открывая специализированного окна, а лишь подведя к нему указатель мыши -появляется всплывающая подсказка.

• Изменять размеры изображений. Для этого необходимо нажать кнопку Размеры на панели инструментов графического экрана, и затем, «перетаскивая» мышью появившиеся ограничивающие метки, установить новый размер изображения объекта.

• Вызвать локальное меню объекта. Для этого отметьте объект и нажмите правую кнопку мыши. В локальном меню объекта Вы найдете некоторые из наиболее часто используемых операций для данного типа объекта.

• Увеличить или уменьшить масштаб графического изображения технологической схемы, используя кнопки Мельче, Крупнее, Вся схема,

расположенные в левом нижнем углу графического экрана.

Использование некоторых из этих функций будет проиллюстрировано ниже; для более подробного их изучения обратитесь к документации.

Статус расчета

Текущее состояние каждого объекта отображается в строке статуса, которое находится в нижней части специализированного окна объекта (потока или операции). Поле статуса отображает разными цветами три основных состояния объекта:

 

 

Цвет	Описание
Красный	Не заданы основные, необходимые для расечта параметры. К примеру, данная ситцуация возникает, когда для опрерации не заданы сырьевойили продуктовый потоки. На красном фоне выводится сообщение, которе поможет Вам разобраться в ситуации.
Желтый	Заданы основные параметры, но имеются степени свободы, не позволяющие однозначно решить задачу. К примеру, для теплообменника не известна ни одна из температур выходных потоков. Выводится диагностическое сообщение, помогающее Вам определить недостающие параметры.
Зеленый	Данный объект полностью задан и рассчитан.

В графическом экране PFD потоки и операции отображаются различными цветами, в соответствии со статусом расчета. Поскольку в настоящее время мы полностью задали и рассчитали смеситель и сепаратор, их контуры на PFD отображаются синим цветом. Что касается теплообменника, мы не задали параметры одного из потоков, поэтому контуры теплообменника отображены желтым цветом, что позволяет нам судить о состоянии (статусе) расчета данной операции.

Выделение цветом в соответствии со статусом расчета используется также для материальных и энергетических потоков. Если материальный поток показан синим цветом - это означает, что все необходимые параметры заданы и поток полностью рассчитан, а если голубым - это означает, что поток не рассчитан. Подобным образом изменяется цвет энергетических потоков: красным цветом показываются рассчитанные потоки, а фиолетовым - нерассчитанные.

Задание холодильника

Для моделирования охлаждения газовой смеси мы будем использовать модульную операцию Холодильник. Один из способов добавить операцию в схему - это «перетаскивание» ее из кассы объектов на графический экран PFD. Убедитесь, что вызвана касса объектов; если ее не видно - нажмите клавишу <F4>. Далее необходимо выполнить следующие операции:

1. Нажмите кнопку с изображением Холодильника в кассе объектов. Если Вы случайно нажали кнопку другого объекта, Вы можете отменить действие, нажав на кнопку Отменить (красный крест в верхней строке кассы объектов).

2. Передвиньте указатель мыши на графический экран. Указатель изменит свою форму, прямоугольник над курсором показывает габаритные размеры добавляемого объекта.

3. Щелкните мышью в том месте графического экрана, где хотите поместить операцию. Unisim добавит ее в схему причем по умолчанию название аппарата будет установлено как Х-100. Обратите внимание, что пока Вы не задали для аппарата всех необходимых параметров, его изображение окрашено в красный цвет.

4. Щелкните мышью по кнопке Соединение на панели инструментов окна PFD. Кнопка останется нажатое, что означает работу системы в режиме Соединение. Теперь при прохождении курсора мыши по изображению потока или операции на них появляются цветные квадратики, указывающие на точки возможного соединения (Рис.1.41). При этом синие квадратики означают точки присоединения материальных потоков, красные - энергетических потоков, зеленые - информационные связи. Кроме этого точки соединения снабжены всплывающими подсказками Вход, Выход, Feed, Product.

Когда Вы находитесь в режиме Соединение, Вы не можете перемещать объекты на схеме. Чтобы выйти из этого режима, еще раз нажмите кнопку Соединение. Кроме того, Вы можете временно переключаться между обычным режимом и режимом Соединение, нажав и удерживая клавишу <Ctrl>.

Рис.1.41. Режим Соединение

5. Установите курсор мыши на синий квадратик «Выход» потока 6, нажмите основную кнопку мыши и, не отпуская кнопки мыши, передвигайте курсор к тому объекту, с которым вам нужно соединить данный поток- в нашем случае это холодильник Х-100. Когда курсор приблизится к холодильнику, появятся изображения точек соединения. Подведите курсор к точке соединения холодильника, означающей вход и отпустите кнопку мыши. Соединение потока и холодильника будет завершено.

6. Подведите указатель мыши к правому краю изображения холодильника. Появится точка соединения со всплывающей подсказкой «Product». Нажав и удерживая основную кнопку мыши, передвиньте указатель вправо от холодильника - он превратится в изображение материального потока (стрелка). Это означает, что создан новый материальный поток, соединенный с выходом холодильника. Unisim присвоит новому потоку имя,принятое по умолчанию 1 (Рис.1.42).

Рис.1.42. Создание нового материального потока

7. Аналогично создайте новый энергетический поток, представляющий собой нагрузку холодильника («вытяните» этот поток из красного квадратика со всплывающей подсказкой «Energy stream»). Новый энергетический поток будет автоматически назван Q-100. Холодильник изменит свой цвет с красного на желтый, что означает наличие некоторых незаданных параметров у этой операции.

8. Еще раз нажмите кнопку Соединение на панели инструментов окна PFD для того, чтобы вернуться в обычный режим - режим перемещения объектов. Кнопка Соединение примет свой обычный «ненажатый» вид

9. Если Вы случайно неправильно соединили объекты, для исправления ситуации проделайте следующие операции:

• Щелкните мышью по кнопке Разрыв на панели инструментов PFD.

• Подведите указатель мыши к линии, соединяющей два объекта. Указатель изменит свою форму, давая понять, что разрыв данного соединения возможен.

• Нажмите основную клавишу мыши, чтобы разорвать соединение.

Материальные и энергетические потоки, связанные с холодильником Х-100, пока не рассчитаны. Откройте специализированное окно холодильника, для чего дважды щелкните по его изображению. Обратите внимание, что страница Соединения уже заполнена (Рис.1.43).

Рис.1.43. Страница Соединения

10. Перейдите на страницу Параметры и задайте значение Сопротивление равное 0.7 бар.

11. Закройте специализированное окна холодильника.

Чтобы завершить моделирование холодильника, необходимо задать либо температуру на выходе, либо его тепловую нагрузку. Зададим значение температуры выходного потока равным -20°С.

12. Дважды щелкните мышкой по потоку 1, соединенному с выходом холодильника. Откроется его специализированное окно. Задайте значение температуры, равное -20°С. Теперь Unisim рассчитает этот поток (Рис.1.44.).

Рис.1.44. Рассчитанный поток

Задание низкотемпературного сепаратора

Следующим шагом станет задание низкотемпературного сепаратора, чтобы отделить газ от образовавшейся жидкости. Для этого необходимо:

1. Установите курсор мыши на кнопке Сепаратор в Кассе объектов.

2. Нажав и удерживая правую кнопку мыши, передвиньте курсор мыши на графическом экране PFD. Курсор примет форму нескольких концентрических окружностей. Отпустите правую кнопку мыши, Unisim «установит» на PFD сепаратор с заданным по умолчанию именем V-101.

3. Нажмите кнопку Соединение на панели инструментов PFD, чтобы задать соединения.

4. Установите курсор мыши на синий квадратик «Выход» потока 1, нажмите основную кнопку мыши и, не отпуская кнопки мыши, передвигайте курсор к сепаратору V-101. Подведите курсор к точке соединения сепаратора, означающей вход (Feed Stream), и отпустите кнопку мыши.

У сепаратора на входе возникает несколько точек соединения, потому что на вход этой модульной операции может подаваться несколько потоков.

Для сепаратора должны быть созданы два выходных потока, один из которых нами уже создан. Это поток 7, который является входом в межтрубное пространство теплообменника Е-100.

5. Чтобы объяснить системе, что поток 7 является выходным потоком сепаратора, поместите курсор мыши на точку соединения сепаратора, помеченную как Vapour Product. Нажав и удерживая левую кнопку мыши, переместите курсор к «входной» точке потока 7. Отпустите левую кнопку мыши, соединение будет создано (Рис.1.45).

Рис.1.45. Создание нового соединения

6. Чтобы создать поток, соответствующий отбору жидкости из сепаратора, поместите курсор мыши на точку соединения сепаратора со всплывающей подсказкой «Liquid product». Нажав и удерживая основную кнопку мыши, передвиньте курсор вправо. Будет создан новый материальный поток с именем 2 в соответствии с нумерацией потоков по умолчанию.

7. Щелкните мышью по кнопке Соединение, чтобы отключить режим соединения объектов.

Заметьте, если Вас не устраивают имена потоков или операций, назначаемые программой, Вы всегда можете их изменить. Для этого откройте специализированное окно потока или операции (дважды щелкните по изображению) и задайте новое имя.

8. Выходные потоки теплообменника Е-100 все еще не рассчитаны. Откройте специализированное окно этого теплообменника (дважды щелкните по изображению) и на страницу Спецификации закладки Данные (Рис.1.46).

Рис.1.46. Страница Спецификации закладки Данные

Как показывает поле статуса, теплообменник недоопределен. Об этом же говорит и число степеней свободы равное единице. Чтобы теплообменник мог быть рассчитан, нужно задать одно ограничение, называемое спецификацией. В групповой рамке Спецификации уже имеются две предлагаемые по умолчанию спецификации.

 

 

Спецификация	Описание
Heat Balance (тепловой баланс)	Количество тепла, отдаваемого и принимаемого потоками, находящимися в трубах и в корпусе, должно быть одинаковым, т.е. тепловой баланс равен нулю.
UA	Произведение общего коэффициента теплопередачи и поверхности теплопередачи

В качестве спецификации зададим разность температур входного горячего и выходного холодного потоков. Для этого:

9. Нажмите кнопку Добавить, на экране появится окно спецификации теплообменника.

10. Задайте имя спецификации Разность Т на горячем конце, в поле Тип спецификации оставьте заданный по умолчанию вариант Разность Т. В полях Поток (+) и Поток (-) задайте имена горячего и холодного потоков соответственно. В поле Задано ведите значение 10°С (Рис.1.47).

Рис.1.47. Ввод спецификаций теплообменника

11. Теперь число степеней свободы равно нулю, теплообменник будет рассчитан. Закройте окно спецификации. Перейдите на страницу Условия закладки Рабочая таблица, чтобы посмотреть рассчитанные программой параметры потоков.

Результаты расчета теплообменника можно найти на закладке Результаты (Рис.1.48). Например, на странице Подробности выводятся нагрузка, K*F (произведение коэффициента теплопередачи на поверхность теплопередачи), Lmtd (среднелогарифмическая разность температур) и т.д.

Рис.1.48. Закладка Результаты