Session 3.2. Các tiện ích của HYSYS

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Revise Cấu tử Phần mole

C1 0.0724

C2 0.1288

C3 0.2765

i-C4 0.1895

n-C4 0.1145

i-C5 0.0648

n-C5 0.0548

C6 0.0329

C7+ 0.0658

Nhập các thành phần của dòng

Molar Flow: 100 kgmol/h

Name: Feed

Bốn tham số cần khai báo cho dòng nguyên liệu là:CompositionFlowrateHai trong số các tham số sau:

TemperaturePressureVapor/phase fraction

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Tính toán Flash Tính toán thông số thứ 3:• Nhập thành phần của dòng• Nhập hai trong số các thông số là nhiệt

độ, áp suất hoặc phần hơi Tính toán nhiệt độ hay áp suất điểm

sương (dew point): t, P• Phần hơi (Vapour Fraction) = 1.0• Nhập áp suất hay nhiệt độ của dòng Để tính toán nhiệt độ điểm bọt hay áp

suất điểm bọt (bubble point)• Phần hơi là 0.0 • Nhập áp suất hay nhiệt độ của dòng

Chú ý màu chữ của các giá trị trong Hysys

Màu xanh: do người nhập,

Màu đen do chương trình tự tính toán,

Màu đỏ: những giá trị do Hysys để mặc định và có thể thay đổi bởi người dùng

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Tính toán Flash

P = 4000 kPa, nhiệt độ điểm bọt (bubble point) = ? P = 4000 kPa, nhiệt độ điểm sương (dew point) = ? P = 4000 kPa, T = 1000C, phần hơi (vapour fraction)

= ?

Dùng chuột để resize lại cửa sổ xem tính chất của dòng

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Các tiện ích kèm theo

Phương pháp Thực hiện

Sử dụng thanh Menu

Từ mục Tools trên thanh Menu, lựa chọn UtilitiesHoặcấn Ctrl U.Cửa sổ hiển thị các tiện ích sẽ xuất hiện.

Từ cửa sổ hiện thị tính chất dòng

1.Mở cửa sổ hiện thị tính chất dòng.2.Trên mục Attachments, kích vào mục Utilities.3.Kích vào nút “Create”.Cửa sổ hiện thị các tiện ích sẽ xuất hiện.

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Tiện ích EnvelopeMục đích: kiểm tra các mối quan hệ giữa các đại lượng cường độ và đại lượng khuếch độ (P, V, T, H, S). Tiện ích Envelope có thể đưa ra được đồ thị của các mối quan hệ sau:

Áp suất – nhiệt độ (P-T)Áp suất – thể tích (P-V)Áp suất – Enthalpy (P-H)Áp suất – Entropy (P-S)Nhiệt độ – Thể tích (P-V)Nhiệt độ – Enthalpy (T-H)Nhiệt độ – Entropy (T-S)

Yêu cầu: Để sử dụng được tiện ích này, yêu cầu tối thiểu là phải biết được thành phần của dòng, kể cả khi dòng chỉ có một thành phần

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Tiện ích Envelope

Cách truy cập vào tiện ích:Utilities (Ctrl+U): Lựa chọn “Envelope”. Kích vào nút “Add Utility”. Cửa sổ hiển thị tiện ích Envelope xuất hiện. Chọn dòng Feed trong mục Select StreamMục “Design” sẽ chỉ ra các giá trị tới hạn và các giá trị lớn nhất cho envelope.

Nhiệt độ và áp suất tới hạn Tc, Pc (critical temperature and pressure) cho dòng Feed là bao nhiêu? Nhiệt độ và áp suất lớn nhất (Cricondentherm and Cricondenbar) cho dòng Feed là bao nhiêu?

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Giản đồ P-V cho hệ một cấu tử

Nhiệt độ tới hạn là nhiệt độ mà tại đó khi tăng áp suất lên dòng khí không thể bị hóa lỏng

Tại điểm tới hạn C(Tc, Pc), khí rất đậm đặc nhưng chưa phải là lỏngMỗi chất có một điểm tới hạn riêng. Từ Tc, Pc ta có thể tính được nhiệt độ rút gọn Tr và áp suất rút gọn Pr theo công thức:

C

LVR

C

LVR

PP

P

TT

T

Với một chất tinh khiết

C: điểm tới hạnT: điểm 3 pha

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Giản đồ P-V cho hệ một cấu tử

T = constant

Liqu

id

Liquid & gas

Gas

G (Bubble point): điểm mà tại đó lượng khí còn như rất nhỏ và bắt đầu chuyển sang trạng thái lỏngF (Dew point): điểm mà tại đó lượng lỏng còn như rất nhỏ và bắt đầu chuyển sang trạng thái khí

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Giản đồ P-V cho hệ hai cấu tử

Khái niệm về điểm tới hạn dùng cho hệ một cấu tử không áp dụng được với hệ nhiều cấu tử. Trong hệ hai cấu tử, pha lỏng và khí có thể cùng tồn tại tại áp suất và nhiệt độ trên điểm tới hạn.Với hệ nhiều cấu tử, điểm tới hạn được định nghĩa là điểm mà tại đó tất cả các tính chất của lỏng và khí là giống nhau

Liquid

Gas

Pm

Tm

Pm: cricondenbarTm: cricondentherm

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Tiện ích EnvelopeChuyển sang mục “Performance” để hiển thị envelope.Kích vào mục “Table” để hiển thị dữ liệu envelope dạng bảng.(Các giá trị dạng số có thể được copy từ Hysys sang Microsoft Excel bằng việc sử dụng lệnh copy, Ctrl C, và sau đó sử dụng lệnh dán, Ctrl V.

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Nhiệt độ điểm bọt (bubble point) ở 4000 kPa? Nhiệt độ điểm sương (dew point) ở 4000 kPa? Nhiệt độ của dòng Feed với 50% lượng chất ở pha

hơi (50% quality) ở 5000 kPa? Nhiệt độ kết tinh nước (hydrate) ở 5000 kPa?

Tiện ích Envelope

Phương pháp nội suy???So sánh kết quả bubble point và dew point với kết quả đã tính toán ở phần trước

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Tiện ích Property TableMục đích: Tiện ích của bảng tính chất là cho phép chúng ta kiểm tra các dải tính chất trên một khoảng điều kiện theo cả dạng bảng và dạng đồ thị. Tiện ích này sẽ tính toán các biến phụ thuộc nếu người sử dụng cho biết các khoảng hay các giá trị của biến độc lập.

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Tiện ích Property Table1. Utilities (Ctrl+U): chọn Property Table>Add2. Kích vào nút “Select Stream” và lựa chọn dòng

Feed>OK3. The first Independent Variable: Pressure

Thay đổi phương thức biến đổi áp suất là “State”, tức là các giá trị đã được cho trước.Trong khung nhập các giá trị 2500, 5000, 7500, và 9000 kPa.

4. The second Independent Variable: Temperature Thay đổi biên dưới và biên trên lần lượt là 00C

(320F) và 1000C (2120F). Số lượng các điểm tăng mặc định là 10 điểm.

4. Chuyển sang mục “Dep. Prop”>Add và chọn lần lượt các tính chất sau: Mass Density, Thermal Conductivity, Specific Gravity

5. Kích vào nút “Caculate” để tạo ra bảng tính chất.6. Kiểm tra kết quả của bảng tính chất theo cả dạng

đồ thị và dạng bảng trong mục “Performance”.

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Phân tích kết quả dòng Kích đúp vào dòng Feed, kéo bảng rộng ra cho đến khi nhìn được

tất cả các phaCác thông tin chi tiết của dòng có thể thấy ở mục Conditions, Properties

Mở Workbook bằng biểu tượng có trên thanh Toolbar. RC>Setup Material stream>add>Stream• Rename thành “Other props”• Variable: delete hết các biến mặc định, thêm Cp/Cv, Nhiệt bay hơi

khối lượng (Mass Heat of Vapourization), Enthalpy phân tử gam thể tích (Molar Enthalpy)

• Đóng cửa sổ này khi chúng ta đã hoàn thành và quay trở lại Workbook.

• Workbook bây giờ sẽ bao gồm cả mục “Other Prop”. Mục này chỉ ra các giá trị của Cp/Cv, Nhiệt bay hơi khối lượng, và Enthalpy phân tử gam thể tích.

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Cp/Cv Nhiệt dung riêng (Specific heat)

là lượng nhiệt cần thiết để đun nóng một mol chất lên 1 độNhiệt dung riêng đẳng tích Cv Nhiệt dung riêng đẳng áp Cp

Cp/Cv, k, specific heat ratiok = Enthalpy H/Internal energy UEnthalpy H = Cp * TInternal energy U = Cv * TSpecific heat ratio (k) k = Cp/Cv

Specific heat and Gas constant RR = Cp - Cv

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Mass Heat of Vapourization Nhiệt bay hơi khối lượng (Mass Heat of

Vapourization) là lượng nhiệt cần thiết để chuyển hóa 1g lỏng thành khí

VD: Nhiệt bay hơi khối lượng của nước là: 2260J/g Biết được đại lượng này ta có thể tính toán xem cần

bao nhiêu lượng nhiệt để hóa hơi hoàn toàn một khối lượng nước biết trước

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Molar Enthalpy Hm

Molar Enthalpy là lượng nhiệt chuyển hóa trong phản ứng trên một mol

nCH m

C: specific heat

AQdU )()( 1122 pVUpVUQ p

12 HH

Nguyên lý 1:

Từ đó suy ra:

U: nội năng của hệQ: nhiệt sinh ra khi thực hiện một công AH: thế năng của hệ H: biến thiên Enthalpy: diễn tả sự biến thiên thế năng nhiệt động của hệ, thường được dùng để tính công có ích của một "hệ nhiệt động kín" dưới một áp suất không đổi.

U, H: hàm trạng tháiQ, A: hàm quá trình

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

In dữ liệu của dòng và của Workbook

Trong Hysys chúng ta có khả năng in các dữ liệu của dòng, các quá trình hoạt động, và các Workbook.

In các dữ liệu trong Workbook1. Mở Workbook2. Kích chuột phải trên thanh tiêu đề của Workbook.3. Lựa chọn “Print Datasheet”. Cửa sổ để ta lựa chọn các khối dữ liệu

cần in sẽ xuất hiện.4. Từ danh sách chúng ta có thể in, hoặc xem trước bản in của bất kỳ

dữ liệu nào. In một dữ liệu dòng riêng biệt

Để in dữ liệu cho một dòng riêng biệt, chúng ta phải nhấp chuột phải lên thanh tiêu đề của dòng cần in trong Workbook, các bước còn lại thực hiện như đối với việc in Workbook đã trình bày ở trên.

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Task 3.2.1

Nhóm: Đọc và dịch tài liệu 3.2.1. UtilitiesYêu cầu: ở mỗi tính chất cần phải đưa ra được

định nghĩa, mục đích các thông số mà chương trình đưa ra (Wh-question: what, how)

Hạn nộp:

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Learning outcome in session 3.2

Thành thạo các thao tác thêm dòng, nhập thành phần của dòng

Hiểu được cách thêm một Utilities, thực hành một số các tiện ích để tính toán tính chất cho dòng: phase envelope, table property

Ôn lại một số kiến thức cơ sở Hóa Lý Phân tích và lựa chọn in kết quả của dòng và

workbook

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

Homework

Hãy thực hiện tính toán flash P-T cho dòng GasWell2. Đặt áp suất là 7500 kPa và nhiệt độ là 100C. Phần hơi là bao nhiêu? Thực hiện một tính toán điểm sương cho dòng GasWell2. Đặt áp suất là 7500 kPa. Nhiệt độ điểm sương là bao nhiêu? Thực hiện một tính toán điểm bọt cho dòng GasWell2. Nhập áp suất là 7500 kPa. Nhiệt độ điểm bọt là bao nhiêu? Sử dụng tiện ích Envelope để xác định Tc, Pc, Tr, Pr cho dòng GasWell2. Từ đó tính hệ số Z của dòng (hệ số nén dặc trưng cho khí thực). Hiển thị dữ liệu envelope dưới dạng bảng trong Excel.

Tr, Pr (nhiệt độ và áp suất rút gọn, reduced)Tr = T làm việc/TcPr = P làm việc/Pc

“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear; 70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”

HomeworkSử dụng “Envelope Phase” để tìm các điểm sau:Điểm tới hạn cho GasWell1: Áp suất tới hạn cho GasWell1: Nhiệt độ điểm bọt cho GasWell3 ở 6000 kPa: Nhiệt độ điểm sương cho GasWell1 ở 4000 kPa: Nhiệt độ của GasWell1 với 50% lượng chất ở pha hơi ở 8000 kPa:Nhiệt độ kết tinh nước cho GasWell2 ở 7500 kPaSử dụng Workbook để tìm các giá trị sau:Nhiệt độ điểm bọt cho GasWell3 ở 6000 kPaNhiệt độ điểm sương cho GasWell1 ở 4000 kPaNhiệt độ của GasWell1 với 50% lượng chất ở pha hơi ở 8000 kPaSử dụng tiện ích “Hydrate Formation” để tìm nhiệt độ kết tinh nước cho GasWell1 và GasWell2

Dòng áp suất, kPa (psia) Nhiệt độ kết tinh nước

GasWell1 5000 (725) 21.1253

GasWell1 7500 (1090) 23.0292

GasWell2 5000 (725) 20.6811

GasWell2 7500 (1090) 22.6107