例:一烃类混合物,含有乙烷0.15(摩尔分数,下同),丙烷0.20,异丁烷0.6,正丁烷0.05。温度为10℃,压力为101.3kPa,流量为45kmol/h。将其压缩至345kPa,后冷却至0℃,送入分离器分离,忽略冷却器压降,试计算两股产品物料的流量和摩尔组成。
(1)“File”——“New”——“Case”
(2)“Component Lists”(组分)——“Add”下拉——“HYSYS”——搜索“Ethane”(乙烷)、“Propane”(丙烷)、“i-Butane”(异丁烷)、“n-Butane”(正丁烷)——“Add”
(3)“Fluid Packages”(流体包)——“Add”下拉——“HYSYS”——选择“Peng-Robinson”(这里物性选用P-R方程。如果想知道所研究的工质适合哪种物性方程,可以在“Method Assistant”中查找)
(4)进入“Simulation”栏
(5)找到并拖出“Material Stream”(物流)——输入参数(蓝色字体为用户所输入的参数)










注意:“Component Lists”栏中的“Add”旁边的下拉键可以选择用HYSYS组分还是Aspen组分。必须先选择一个组分,才会有一个“Fluid Packages”,这个流体包是由这个组分以及它对应的物性构成。并且流体包栏中的“Add”旁边的下拉键选择的组分要与“Component Lists”栏中选择的组分保持一致。
例题2:虚拟组分的构建例:用一个虚拟组分“C7+”表示天然气中,碳原子在7个以及7个以上的组分,已知该组分的正常沸点为110℃,请估算该虚拟组分的物性。
(1)“File”——“New”——“Case”
(2)“Component Lists”——“Add”下拉——“HYSYS”
(3)“Select”——“Hypothetical”
(4)“Method”——“Create and Edit Hypos”
(5)“New Hypo”——“Add”——双击打开输入Component Name和Normal Boiling Pt——



例:以例题1为背景,调节物流To Cooler的压力,使得物流Liquid中的异丁烷的摩尔分数为0.7。

(1)找到并拖出“Adjust”(调节器)——双击打开——选择“Adjusted Variable”(调节变量、自变量)中的“Select Var…”——选择自变量为To Cooler的Pressure




例:以例题1为背景,通过设置器使得物流To Cooler的压力比物流Feed的压力高100kPa。

(1)删除To Cooler的压力,否则会发生一致性错误
(2)找到并拖出“Set”(设置器)——双击打开——调节参数



例:以例题1为背景,通过循环器把分离器中气相组分通过返回到压缩机。

(1)找到并拖出“Recycle”(循环器)
(2)找到并拖出“Mixer”(混合器)
(3)连线(按住B键可以删除已连好的线)

泵的作用是提高液体压力,泵必须保证它的入口是饱和液相或者是过冷状态,如果有气相进入泵的,会引起泵的汽蚀,针对这个问题,泵有一个参数叫做汽蚀余量(NPSH)。
例:用泵将25℃、100kPa、100m^3/h的水加压,物性包选择NBS Steam。
(1)泵出口压力为900kPa,绝热效率为70%,计算泵的轴功率和有效汽蚀余量。
(2)若出口压力未知,已知泵的曲线方程为He=300-2.0qv-0.005qv^2,试用曲线方程求出泵的出口压力。
(3)泵的特性曲线如表所示,试求泵的出口压力。
(1)系统图如图所示







例:用一股流(工质选用异丁烷,150℃、2000kPa、100kmol/h),经绝热闪蒸、绝热膨胀、节流膨胀至相同压力1000kPa,比较出口温度并计算膨胀机轴功率。
(1)绝热闪蒸






“Cooler”(冷却器)和“Heater”(加热器)可以模拟单股物流与能流的能量交换。若进口状态已知,换热器需要给出压力变化(或者出口压力)以及出口温度。Q=
q
m
Δ
h
q_m \Delta h
qmΔh
“Air Cooler”(空冷器)可以模拟以空气为传热介质的热量交换。Q=
q
m
,
a
i
r
Δ
h
a
i
r
q_{m,air} \Delta h_{air}
qm,airΔhair=
q
m
,
工质
Δ
h
工质
q_{m,工质} \Delta h_{工质}
qm,工质Δh工质
例:将80℃、100kPa、1kmol/h的水降温至50℃,物性包选择ASME Steam。
(1)用冷却器完成,求冷却水的流量。
(2)用空冷器完成,求在空气出口温度不大于40℃的条件下,空气的流量。
(1)





“Heat Exchanger”(管壳式换热器)。 q m , 冷 Δ h 冷 q_{m,冷} \Delta h_{冷} qm,冷Δh冷= q m , 热 Δ h 热 q_{m,热} \Delta h_{热} qm,热Δh热
例:利用25℃、100kPa的冷却水冷却200℃、2000kPa、100kmol/h的R600a流股,将其冷却到150℃,其中,泵压力增量为200kPa,泵效率为75%,换热器出口温度为50℃,模型选择简易加权,求泵的消耗功。
(1)新建R600a的物性包——流体包选择P-R方程
(2)新建H2O的物性包——流体包选择ASME Steam方程

例:在换热器中,一股热物流,两股冷物流,它们都是氮气N2。热物流进口温度为-5℃,进口压力为600kPa,出口温度为-156℃,流量为250kmol/h;冷物流1的进口温度为-184℃,进口压力为120kPa,流量为10kmol/h;冷物流2的进口温度为-194℃,进口压力为125kPa,流量为180kmol/h;两股冷物流出口温度相同,热物流的压降为10kPa,冷物流的压降为5kPa。模型选择简易加权型,物性包选择P-R方程,求两股冷物流的出口温度。
(1)根据题目中的已知数据输入连接好的系统如图所示,此时5、6流股并没有通,是因为“两股冷物流出口温度相同”这个条件还没有用。



例:以R600a为例,画出其T-s图。
(1)选择物性为R600a
(2)选择物性包用P-R方程
(3)在物性包中点开R600a的物性状态,可以找到它的临界温度为134.8℃。


例:我国生产的300MW汽轮机发电机组,其新蒸汽压力和温度分别为 p 1 p_1 p1=17MPa、 t 1 t_1 t1=550℃,汽轮机排汽压力 p 2 p_2 p2=5kPa。若按朗肯循环运行,求:汽轮机所产生的功 w T w_T wT、水泵功 w P w_P wP、循环热效率 η t \eta_t ηt和理论耗汽率 d 0 d_0 d0
(1)“File”——“New”——“Case”
(2)Component Lists——“Add”下拉——“HYSYS”——Search for “H2O”——“Add”
(3)Fluid Packages——“Add”下拉——“HYSYS”——选择“ASME Steam”物性方法
(4)“Simulation”——开始搭建
