Aspen技巧篇4 | Calculator(Fortran)模块

Calculator(Fortran)模块

本篇介绍Calculator(Fortran)模块在模拟计算中的应用。

1 Calculator模块

l 用户可以通过Aspen Plus执行Fortran模块

l Aspen Plus能够解释简单的Fortran，并且不需要编译

l 若编译较复杂Fortran代码，在运行Aspen Plus引擎的机器上必须有Fortran编译器

l 必须通过直接检查由Fortran模块修改的变量值来查看一个Fortran模块的执行结果

l 在Aspen Plus新版本中Fortran模块已改为Caculator模块，老版本位于Data/Flowsheeting Options/Fortran下，内容基本不变。

2 Calculator模块举例

用Calculator模块设置Heater模块压降。换热器压降与换热器体积流量的平方成正比。

l 访问哪一个流程变量？

物流REAC-OUT的体积流量

经过模块COOL的压降

l 什么时候执行Calculator模块?

在COOL模块之前

l 要读取哪一个变量，写入哪一个变量?

读取体积流量

写入压降

3 Calculator模块的用法

l 前馈控制（根据上游物流计算的值设置流程输入）

l 调用外部子程序

l 从外部文件输入或输出到外部文件

l 写到控制面板、历史文件或报告文件上

l 定制报告

应用步骤

a）访问在Calculator内使用的流程变量

必须标识所有读取或写入的流程变量（Calculator Input Define页）

b）编写Fortran

为达到预期结果，要编写非执行（COMMON、EQUIVALENCE等）Fortran （Calculator Input Declarations页）和可执行Fortran（Calculator Input Fortran页）

c）规定Fortran模块在执行顺序中的位置（Calculator Input Sequence页）

直接规定

用读写变量规定

4 注释

a）只有输入到流程中的参量才可改写

b）书写内嵌Fortran规则如下：

Fortran代码必须从第七列以后开始写

注释行必须在第一列中用“C”或“;”

第二列是空的

c）变量名不能以IZ或ZZ开头

d）在Calculator Input Sequence页上，规定Fortran模块在哪执行的首选方法是列出读写变量

4 练习 “

在甲烷转化装置中，甲烷和水反应生成氢气，生成一氧化碳副产品。

发生的反应如下：

CH4+H2O = 3H2+CO

转化器进料含有纯甲烷和水，在进转化器之前混合加热。甲烷转化率为99.5%，进料中甲烷对水的摩尔比为1:4。

创建如下面所示图中的流程。建立灵敏度模块，并绘制图表，显示反应器热负荷随进料的甲烷流率变化情况，甲烷流率从100变到500 lbmol/hr。

注意：对于每一个灵敏度分析工况，进料中甲烷和水的比必须维持恒定（提示：通过Fortran模块完成），采用Peng-Robinson物性方法。

”

操作如下：

Step1：输入物质，并选择合适的物性方法

查看二元交互总用参数

Step2：构建流程图

Step3：输入进料物流条件

CH4

H2O

Step4：输入模块信息

MIX:

REFORMER：

首先指定操作状况

然后定义反应方程式以及甲烷转化率

Step5：使用Fortran模块

进入/Data/Flowsheeting Options/Calculator选项。点击New...添加新的Fortran模块，使用默认ID为C-1

点击New...定义一个新的Fortran变量， 输入变量名字CH4，代表CH4物流中CH4的流率

定义CH4变量。选Streams（物流）类、Mole-Flow类型、CH4物流、CH4组分、单位kmol/h

定义完成后如下所示。点击New...定义第二个Fortran变量，输入变量名字H2O

定义H2O变量。选Streams（物流）类、Mole-Flow类型、H2O物流、H2O组分，单位kmol/h

指定Calculate选项。输入H2O = 4 * CH4，注意从第7列以后输入（Fortran语言规定）

定义Sequence选项。选Use Import/Export variables（使用读/写变量），Importvariables和Export variables分别为CH4和H2O

进入Model Analysis Tools/Sensitivity选项。点击New...定义新的灵敏度分析,使用默认ID

点击New...添加新的变量，设定Vary选项，选Mole-Flow类型、CH4物流、CH4组分，CH4变化范围100-500（lbmol/hr），步长100（lbmol/hr）

接下来定义采集变量反应器热负荷，名称为DUTY，属于模块变量，选择反应器，变量为热负荷QCALC，单位kW

同时添加进去水的摩尔流率

设定Tabulate（列表）选项，选H2O和DUTY制表

至此输入完成

Step6：运行模拟，查看结果并分析。

在Model Analysis Tools/Sensitivity/S-1/Results查看结果，如下图，发现确实实现了水的摩尔流量是甲醇的四倍这个要求，还可见热负荷数值。

我们还可以用图形的方式形象地表达它们之间的关系：点击右上角Plot/Results curve，出现下图

点击OK，绘出图形，如下图

这就本篇的所有内容啦！其中这个例子比较老，有些单位制不太长见，希望大家能查查它们和国际单位制的换算，弄清楚在软件中的位置，达到融会贯通的学习效果！

以上就是本篇的内容，

关注科普化工，敬请期待更多精彩！

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