معرفی نرم افزار اسپن هایسیس و مراحل شبیه سازی در آن

معرفی نرم افزار اسپن هایسیس و مراحل شبیه سازی در آن

معرفی نرم افزار اسپن هایسیس و مراحل شبیه سازی در آن

معرفی نرم افزار اسپن هایسیس

يكي از شناخته ترين و به بياني محبوب ترين نرم افزارها در حيطه شبيه سازي فرآيند، نرم افزار HYSYS محصول شركت Hyprotech است. شبيه سازي يا مدل سازي رياضي در واقع تبديل كيفيت هاي فيزيكي و رابطه متقابل اين كيفيت ها به كميت هاي عددي و روابط رياضي است. اين نرم افزار كه اكنون سه دهه از حضورش در صنعت مي گذرد، به دليل محيط واسطي كه در آن راحتي كاربر بسيار در نظر گرفته شده است به علاوه بانك اطلاعاتي و ابزارهاي متنوع آن در بسياري از بزرگترين شركتهاي مهندسي در سراسر جهان مورد استفاده است. تنوع بسيار زياد معادلات ترموديناميكي كه اين نرم افزار در اختيار كاربر قرار مي دهد باعث امكان شبيه سازي گسترده بسيار متنوعي از فرآيندهاي صنعتي از نفت و گاز تا واحدهاي شيميايي شده است. نرم افزار HYSYS به کاربر امکان شبیه سازی فرآيندها در هر دو حالت پايا و ديناميك را مي دهد.

 

  • مدل سازي فرآيند

منظور از مدل سازي فرآيند توصيف ماهيت سيستم توليد ( موازنه هاي جرم و انرژي ) در قالب معادلات رياضي است. اين معادلات عموماً غير خطي و به شكل معادلات جبري ، ديفرانسيلي و يا مخلوط آنهاست كه اين معادلات همگي به صورت اطلاعات كتابخانه اي در نرم افزارهاي شبيه سازي ذخيره شده اند كه از كنار هم قرار دادن اين معادلات، مدلي از فرآيند ساخته مي شود.

 

  • شبيه سازي فرآيند

منظور از شبيه سازي فرآيند يعني بدست آوردن اطلاعات خروجي ( به طور مثال مشخصات محصول ) از طريق حل مدل های فوق بر اساس اطلاعات ورودي ( به طور مثال مشخصات خوراك) و اطلاعات مربوط به مشخصات دستگاه هاي فرآيندي ( كه بخشي از آنها توسط كاربر به نرم افزار داده مي شود)، است.

 

 مراحل شبیه سازی فرایند در اسپن هایسیس

برای شروع شبیه سازی هر فرایند با انتخاب یک New Case که در واقع محل انجام تمامي تنظيمات اوليه شبيه سازي مي باشد، انجام شبیه سازی را آغاز می کنیم.

1- تنضیمات پایه (Properties)

در سربرگ Properties سه نماي ابتدايي Component List (برای انتخاب ترکیبات مورد نظر در شبیه سازی) و Fluid Packages (برای انتخاب معادله حالت مورد نیاز) و Reactions  (برای تعریف واکنش های فرایند)، دارای اهمیت زیادی بوده و برای انجام هر شبیه سازی تکمیل دو قسمت Component List  و Fluid Packages  الزامی است.

 

 

1-1 ترکیبات (Component List)

در قسمت Component List تمام تركيبات موجود در نرم افزار ليست شده اند كه ما بايد تركيبات مورد نظر خود را از ميان آنها انتخاب كنيم. به اين منظور نرم افزار اين امكان را فراهم آورده است كه به سه طريق مختلف عمليات جستجو در ميان اين تركيبات انجام شود. اين جستجوها مي توانند برحسب Formula ،Full Name  و Sim Name صورت گیرند.

 

2-1 معادله حالت (Fluid Packages)

در قسمت Fluid Packages  لیستی به نام Property Package Selection وجود دارد كه شامل تمامي معادلات حالت و مدل هاي ضريب فعاليت موجود در نرم افزار مي شود. شما مي توانيد در اين ليست گزينه مورد نظر خود را انتخاب كنيد.

 

 

به طور كلي در شبيه سازي يك فر آيند شيميايي مهمترين قسمت انتخاب مدل هاي خواص فيزيكي براي پيش بيني خواص فيزيكي و ترمو ديناميكي سيستم است. زيرا خواص فيزيكي در محاسبات مربوط به تمامي مدل هاي توصيف كننده سيستم دخالت دارند و هر نوع خطاي احتمالي در انتخاب يك مدل مناسب براي هر خاصيت فيزيكي موجب بروز خطا در نتايج شبيه سازي كل سيستم خواهد شد. در اين ميان مهمترين خواص مورد نياز ازجمله حجم مولي، آنتالپي، انرژي آزاد گيبس و ضرايب فو گاسيته براي كليه مواد موجود در فرآيند، براي انجام محاسبات اصلي بر اساس يك معادله حالت بدست مي آيد. به همين خاطر انتخاب يك معادله حالت مناسب براي توصيف رفتار ترموديناميكي مواد موجود در فرآيند قسمت عمده اي از يك شبيه سازي را تشكيل مي دهد.

3-1 واکنش ها (Reactions)

فرآيندهايي كه داراي واكنش هاي شيميايي هستند داراي سينتيك معيني مي باشند . لازمه يك شبيه سازي موفق اطلاع دقيق از سينتيك واكنش ها در آن فرآيند مي باشد. در HYSYS  امكان تعريف چندين نوع واكنش از قبيل واكنش هاي استوكيومتري، تعادلي، تبديلي و كاتاليستي وجود دارد كه مي توان از آنها استفاده كرد. از واكنش هاي تعريف شده مي تو ان در راكتور ها، جدا كننده هاي دو فازي و سه فازي و انواع برج هاي تقطير استفاده كرد. براي تعريف كليه واکنش های ممکن در یک فرایند از قسمت Reactions  استفاده می شود.

 

 

در حال حاضر حداقل اطلاعات لازم براي انجام يك شبيه سازي در اختيار نرم افزار قرار داده شده است. پس مي توان شبيه سازي را آغاز کرد.

2- شبیه سازی (Simulation)

برای ورود به محیط شبیه سازی از سربرگ Simulation استفاده می شود. در این قسمت صفحه ای برای انجام تمام عملیات شبیه سازی شامل قراردادن ابزارها و جریان ها، ایجاد می شود. با ورود به محیط شبیه سازی نوار Model Palette مشاهده می شود که شامل تمامی ابزارها و جریان هایی است که در شبیه سازی استفاده می شوند.

به عنوان مثال برای شبیه سازی یک جریان ماده، از نوار Model Palette روی علامت Material Stream كليك كنيد و پس از انتخاب كردن براي قرار دادن آن بر روي صفحه شبيه سازي، در وسط صفحه شبيه سازي كليلك كنيد. در حال حاضر يك جريان ماده با اسم پيش فرض 1 بر روي صفحه شبيه سازي شده است كه به رنگ آب كم رنگ است و اين معناي كامل نبودن اطلاعات لازم براي تعيين تمام مشخصات اين جريان است. براي كامل كردن اين اطلاعات مربوط به اين جريان بايد دو بار بر روي علامت موجود در صفحه شبيه سازي كليك كرده تا صفحه مربوط به تعيين مشخصات آن ظاهر شود.

 

 

از میان خواص شدتی دما، فشار و جز بخار حتماً بايد دو خاصيت تعيين شود و از میان خواص مقداری می توان دبي جرمي، مولي و يا حجمي را انتخاب كرده و مقادیر آنها را مشخص کرد. علاوه بر آن در قسمت Composition بايد كسري از هرماده كه در جريان وجود دارد را مشخص كرد.

اكنون به نوار رنگي موجود در پايين صفحه مشخصات جريان دقت كنيد، متوجه مي شويد كه رنگ آن به سبز تغيير كرده و اين به اين معناست كه تمامي اطلاعات لازم مشخص شده و به اصطلاح درجه آزادي جريان تامين شده است. اكنون رنگ جريان در صفحه شبيه سازي، آبي پر رنگ شده كه به مفهوم تعريف كامل آن براي نرم افزار است.

اشتراک گذاری این مقاله

9 نظر

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

جستجو در سایت


دسته بندی


آخرین مقالات


برچسب ها


آخرین پروژه ها


تفاوت های  Aspen HYSYS  و Aspen Plus
چرا Aspen HYSYS؟
اصطلاحات رایج در مجلات علمی که باید بدانی…
پنج نرم افزاری که هر مهندس شیمی باید بلد باشد
معرفی پالایشگاه ستاره خلیج فارس
ده مجله علمی برتر دنیا برای چاپ مقاله را بشناسید
بازارکار مهندسان شیمی در ایران