آموزش ها مهندسی شیمی علم و دانش کسب و کار مهندسی شیمی

آموزش توامان نرم افزار Hysys و Aspen Plus _ گام دوم (بخش دوم): شروع کار با نرم افزار Aspen plus

محمدرضا فرزان
نوشته شده توسط محمدرضا فرزان

شاید شباهت بسیار زیاد نرم افزار ASPEN PLUS در شبیه سازی ترمودینامیکی به نرم افزار HYSYS و از طرفی کاربر پسندتر بودن HYSYS سبب شده که کاربران به استفاده از نرم افزار HYSYS بسنده کنند. غافل از این که بانک اطلاعاتی بسیار قوی نرم افزار ASPEN PLUS سبب تمایز این نرم افزار از سایر نرم افزارها ی شبیه سازی شده ،ضمن اینکه در بسیاری از موارد طراحان جهت رفع کمبود های نرم افزار HYSYS از بانک اطلاعاتی ASPEN PLUS استفاده می کنند.

با ورود به محیط ASPEN PLUS ،اولین پنجره ای که باز می شود به شکل زیر است.همانطور که می بینیم در ورژن جدید ASPEN ONE ،فضای نرم افزار HYSYS و ASPEN PLUS بسیار شبیه به یکدیگر است.همچون نرم افزار HYSYS برای ورود به محیط شبیه سازی و ایجاد یک CASE جدید باید بر روی گزینه ی NEW کلیک کنیم.

با کلیک بر روی گزینه ی NEW وارد پنجره ای به شکل زیر می شویم.شاید یکی از تفاوت های اساسی ASPEN PLUS وHYSYS دراین باشد که ASPEN PLUS بر خلاف HYSYS ،فرایند های پلیمری ،الکترولیتیو سایر فرایند های شیمیایی  همچون فرایند های دارویی را می تواند به صورت جداگانه و تتخصصی بررسی و شبیه سازی کند که با انتخاب  هر کدام از گزینه ها به شبیه سازی فرایند مورد نظر می پردازیم.گرچه ما درابتدا و به عنوان اولین تمرین ،تنها به ایجاد یک BLANK SIMULATION یعنی یک شبیه سازی خام اکتفا می کنیم.

پس از انتخاب ،وارد پنجره ای به شکل تصویر زیر می شویم که در این پنجره همانند آنچه که در مورد HYSYS گفته شد ،اولین گام انتخاب اجزایی است که در شبیه سازی مورد استفاده قرار می گیرند.برای انتخاب روی گزینه ی FIND کلیک کرده و در پنجره ی باز شده ،آب را جستجو می کنیم و با فشردن گزینه ی ADD SELECTED COMPONENT ،جزء انتخاب شده را به لیستی که در وسط این پنجره وجود دارد اضافه می کنیم.قبل از کلیک روی این گزینه ،این توضیح لازم است که اگر COMPONENT CLASS را که در وسط این پنجره قرار دارد ،باز کنیم،مشاهده می کنیم که بانک اطلاعاتی ASPEN PLUS بسیار غنی و شامل گروه های مختلف ،از جمله جامد ها ،نمک ها ،الکترولیت ها و … است.به علاوه می توان در بخش وزن مولکولی  ویا نقطه ی جوش ،با مشخص کردن حد بالا و پایین ،موادی که در یک گروه خاص در این بازه قرار دارند را لیست کرد.به هر حال گام اول را با انتخاب آب کامل می کنیم.

در شکل زیر ، اگر به پنجره ی سمت چپ دقت کنیم،لیست پوشه هایی را می بینیم که به ترتیب SETUP ،سپس COMPONENT و سپس METHOD و … هستند.اگر وارد پوشه ی SETUP شویم،پنجره ای همانند تصویر زیر را مشاهده می کنیم که در قسمت TITLE ،می توان برای شبیه سازی یک اسم انتخاب کرد ،در قسمت GLOBAL UNITSET می توان واحد ی که برای محاسبات لازم است را برگزید که به عنوان مثال SI باشد و یا واحد های ENG  و یا دیگر واحد ها.و در قسمت GLOBAL SETTING ،تعداد فازهایی که در شبیه سازی امکان حضور دارند را وارد می کنیم. در قسمت FREEWATER حضور یا عدم حضور آب آزاد را می توان تعیین کرد.

به عنوان مثال در شبیه سازی فرایند های پالایشگاهی ممکن است آب در کنار هیدرو کربن ها وجود داشته باشد که در صورت وجود، برای آن اساس محاسباتی جداگانه برگزیده می شود و میزان انحلال پذیری آن هم باید مشخص شود.که در قسمت انتخاب اساس ترمودینامیکی محاسبات به آن پرداخته می شود.

پس از تعیین مشخصات شبیه سازی در قسمت SETUP ،وارد سر برگ METHOD می شویم تا همچون HYSYS در بخش FLUID PACKAGE ،معادله ی ترمودینامیکی مناسب  برای شبیه سازی را انتخاب می کنیم.شکل زیر نمایشگر این پنجره است.

در قسمت METHOD FILTER ،می توان با توجه به نوع شبیه سازی ،معادله ی حالت هایی به نمایش در می آیند که بهترین انتخاب ها برای شبیه سازی به شمار می آیند.که در FILTER گزینه ی WATER را انتخاب کرده و در بخش BASE METHOD ،از STEAM _TA استفاده کنیم .

در قسمت SETUP مشاهده کردیم که از ما خواسته شده که انتخاب کنیم که آیا FREEWATER در سیستم وجود دارد یا خیر.به همین خاطر در بخش PETROLEUM CALVULATION OPTION ،METHOD مناسب برای این منظور باید انتخاب شود ودر قسمت انحلال پذیری آب،میزان انحلال پذیری را می توان تعیین کرد، که در این قسمت با توجه به نوع شبیه سازی ،اهمیت چندانی ندارد.پس از اتمام گام دوم،وارد گام بعدی شبیه سازی می شویم.در گوشه ی سمت چپ در قسمت پایین ،با انتخاب SIMULATION ، وارد FLOWWSHEET می شویم.

پنجره ی FLOWSHEET همانند شکل زیر است.در قسمت پایین پنجره ،ابزار و ادوات شبیه سازی ، که مشابه و البته کاملتر از PALLET در نرم افزار  HYSYS است را مشاهده می کنیم..در بخش بعدی توضیح مفصل تری در مورد هر کدام خواهیم داد.

برای حل مثال های عنوان شده در بخش قبل(آموزش توامان نرم افزار Hysys و Aspen plus_گام دوم(بخش اول): شروع کار با نرم افزار)،با کلیک کردن بر روی قسمت جریان،یک جریان ماده  را انتخاب می کنیم.برای این کار روی MATERIAL کلیک کرده تا یک علامت + روی نشان گر موس ظاهر شود و با کلیک بر روی صفحه ی FLOW SHEET ،جریان را ایجاد می کنیم.

همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنیم ،باید ویژگی های جریان ایجاد شده را وارد کنیم، برای این منظور روی جریان 2 بار کلیک می کنیم تا پنجره ای به صورت تصویرزیر ظاهر شود.همانطور که در مورد HYSYS گفته شد ،وارد کردن یک سری اطلاعات ضروری است.به عنوان نمونه در مورد مثال 1 برای بدست آوردن دمای اشباع آب در فشار 350 کیلوپاسکال  باید ،فشار ،VAPOR FRACTION، FLOW RATE و MOLE FRACTION را وارد کنیم.که در این پنجره با انتخاب  VAPOR FRACTION به جای TEMPRATURE اطلاعات را وارد می کنیم

پس از اینکه اطلاعات همچون شکل زیر وارد شدند،کلید RUN را فشرده و منتظر می مانیم تا محاسبات انجام گیرد.حال اگر وارد پوشه ی STREAM شویم ،سپس پوشه ی 1 که در واقع نام همان جریان است را انتخاب کنیم و وارد آن شویم، و سپس STREAM RESULT را انتخاب کنیم،پنجره ای باز می شود که به شکل تصویر زیر است.در این پنجره اطلاعات مربوط به جریان و از جمله دما را که پارامتر هدف ماست را می توان بدست آورد.که مقدار 138.86 را برای ما به دست می دهد.

پس از اینکه اطلاعات همچون شکل بالا وارد شدند،کلید RUN را فشرده و منتظر می مانیم تا محاسبات انجام گیرد.حال اگر وارد پوشه ی STREAM شویم ،سپس پوشه ی 1 که در واقع نام همان جریان است را انتخاب کنیم و وارد آن شویم، و سپس STREAM RESULT را انتخاب کنیم،پنجره ای باز می شود که به شکل تصویر زیر است.در این پنجره اطلاعات مربوط به جریان و از جمله دما را که پارامتر هدف ماست را می توان بدست آورد.که مقدار 138.86 را برای ما به دست می دهد.

حال برای حل مثال 2 ،اگر روی جریان کلیک کنیم و اطلاعات ورودی را بر حسب دما و VAPOR FRACTION وارد کنیم،پنجره ای به شکل 29 را خواهیم داشت و با فشردن کلید RUN و وارد شدن به پوشه ی STREAM ،می توان اطلاعات مربوط به جریان را مخصوصا فشار را مشاهده کرد

حل مثال های 3 و4 رابه عنوان تمرین به عهده ی خواننده می گذاریم.

درباره نویسنده

محمدرضا فرزان

محمدرضا فرزان

درج دیدگاه