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1#*-------------------------------------------------------------------
2* EMSO Model Library (EML) Copyright (C) 2004 - 2007 ALSOC.
3*
4* This LIBRARY is free software; you can distribute it and/or modify
5* it under the therms of the ALSOC FREE LICENSE as available at
6* http://www.enq.ufrgs.br/alsoc.
7*
8* EMSO Copyright (C) 2004 - 2007 ALSOC, original code
9* from http://www.rps.eng.br Copyright (C) 2002-2004.
10* All rights reserved.
11*
12* EMSO is distributed under the therms of the ALSOC LICENSE as
13* available at http://www.enq.ufrgs.br/alsoc.
14*
15*--------------------------------------------------------------------*
16*                       Heat Exchangers Abstract Models
17*--------------------------------------------------------------------
18*       - Inlet_Main_Stream     : Inlet Streams
19*--------------------------------------------------------------------
20*                                       - Hot   : Inlet Hot Stream
21*                                       - Cold  : Inlet Cold Stream
22*--------------------------------------------------------------------
23*       - Outlet_Main_Stream    : Outlet Streams
24*--------------------------------------------------------------------
25*                                       - Hot   : Outlet Hot Stream
26*                                       - Cold  : Outlet Cold Stream
27*--------------------------------------------------------------------
28*       - Main_Properties               : Physical Properties for Hot and Cold Side
29*--------------------------------------------------------------------
30*               Physical_Properties
31*                       Properties_In_Out       :       Inlet/Outlet Physical Properties
32*                       Properties_Average      :       Average Physical Properties
33*                       Properties_Wall         :       Physical Properties at Wall Temperature
34*--------------------------------------------------------------------
35*       - Tube_Side_Main        : Tube Side Main Variables
36*----------------------------------------------------------------------
37*                       Tube_Pdrop                      : Tube Side Pressure Drop
38*                       Tube_Heat_Transfer      : Tube Side Heat Transfer
39*----------------------------------------------------------------------
40*       - Shell_Side_Main       : Shell Side Main Variables
41*----------------------------------------------------------------------
42*                       Shell_Pdrop                     : Shell Side Pressure Drop
43*                       Shell_Heat_Transfer     : Shell Side Heat Transfer
44*----------------------------------------------------------------------
45*       - Baffles_Main  : Baffles Spacing
46*----------------------------------------------------------------------
47*       - Main_Resistances      : Thermal Resistances
48*----------------------------------------------------------------------
49*       - Details_Main  : Heat Exchanger Thermal Details
50*----------------------------------------------------------------------
51*       - Main_Pdrop : Heat Exchanger Pressure Drop (Simplified)
52*               Basic_Pdrop     : Hot and Cold Side Pressure Drop
53*----------------------------------------------------------------------
54*       - Main_DoublePipe : Double Pipe Heat Exchanger Block
55*               DoublePipe_HeatTransfer
56*               DoublePipe_PressureDrop
57*----------------------------------------------------------------------
58* Author: Gerson Balbueno Bicca
59* $Id: HEX_Engine.mso 110 2007-01-12 18:44:02Z bicca $
60*--------------------------------------------------------------------*#
61
62using "streams";
63
64Model Inlet_Main_Stream
65#=====================================================================
66#       Inlet Streams
67#===================================================================== 
68VARIABLES
69Hot     as stream; # Inlet Hot Stream
70Cold    as stream; # Inlet Cold Stream
71
72end
73
74Model Outlet_Main_Stream
75#=====================================================================
76#       Outlet Streams
77#===================================================================== 
78VARIABLES
79Hot     as stream_therm;  # Outlet Hot Stream
80Cold    as stream_therm;  # Outlet Cold Stream
81
82end
83
84#=====================================================================
85# Heat Exchangers Physical Properties
86#=====================================================================
87 
88Model Properties_Average
89#=====================================================================
90#       Average Physical Properties
91#===================================================================== 
92VARIABLES
93Mw              as molweight            (Brief="Average Mol Weight",Default=75, Lower=1, Upper=1e8);
94T               as temperature          (Brief="Average  Temperature",Lower=50);
95P               as pressure                     (Brief="Average  Pressure",Default=1, Lower=1e-10, Upper=30);
96rho             as dens_mass            (Brief="Stream Density" ,Default=1000, Lower=1e-3, Upper=5e5);
97Mu              as viscosity            (Brief="Stream Viscosity",Lower=0.0001);
98Cp              as cp_mol                       (Brief="Stream Molar Heat Capacity", Upper=1e10);
99K               as conductivity         (Brief="Stream Thermal Conductivity", Default=1.0, Lower=1e-5, Upper=500);
100
101end
102
103Model Properties_In_Out
104#=====================================================================
105#       Inlet/Outlet Physical Properties
106#===================================================================== 
107VARIABLES
108Fw              as flow_mass    (Brief="Stream Mass Flow");
109rho             as dens_mass    (Brief="Stream Density" ,Default=1000, Lower=1e-3, Upper=5e5);
110Mu              as viscosity    (Brief="Stream Viscosity",Default=1, Lower=1e-5, Upper=1e5);
111Cp              as cp_mol               (Brief="Stream Molar Heat Capacity", Upper=1e10);
112K               as conductivity (Brief="Stream Thermal Conductivity", Default=1.0, Lower=1e-5, Upper=500);
113
114end
115
116Model Properties_Wall
117#=====================================================================
118#       Physical Properties at Wall Temperature
119#===================================================================== 
120VARIABLES
121Mu              as viscosity    (Brief="Stream Viscosity",Default=1, Lower=1e-5, Upper=1e5);
122Cp              as cp_mol               (Brief="Stream Molar Heat Capacity", Upper=1e10);
123K               as conductivity (Brief="Stream Thermal Conductivity", Default=1.0, Lower=1e-5, Upper=500);
124Twall   as temperature  (Brief="Wall Temperature",Lower=50);
125
126end
127
128Model Physical_Properties
129#=====================================================================
130#       Physical Properties
131#===================================================================== 
132VARIABLES
133Inlet           as Properties_In_Out;           # Properties at Inlet Stream
134Average         as Properties_Average;      # Properties at Average Temperature
135Outlet          as Properties_In_Out;           # Properties at Outlet Stream
136Wall            as Properties_Wall;                     # Properties at Wall Temperature
137
138end
139
140Model Main_Properties
141#=====================================================================
142#       Physical Properties for Hot and Cold Side
143#===================================================================== 
144VARIABLES
145Hot  as Physical_Properties; # Hot Stream
146Cold as Physical_Properties; # Cold Stream
147end
148
149Model Tube_Pdrop
150#=====================================================================
151#       Tube Side Pressure Drop block
152#===================================================================== 
153VARIABLES
154PdTube                  as press_delta  (Brief="Tube Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
155Pdtotal                 as press_delta  (Brief="Total Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
156Pdnozzle_in     as press_delta  (Brief="Inlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
157Pdnozzle_out    as press_delta  (Brief="Outlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
158Vnozzle_in      as velocity             (Brief="Inlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
159Vnozzle_out     as velocity             (Brief="Outlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
160
161EQUATIONS
162"Total Pressure Drop"
163        Pdtotal = PdTube + Pdnozzle_in + Pdnozzle_out;
164
165end
166
167Model Tube_Heat_Transfer
168#=====================================================================
169#       Tube Side Heat Transfer Block
170#===================================================================== 
171VARIABLES
172Re        as positive             (Brief="Tube Side Reynolds Number",Default=1000,Lower=1);
173htube as heat_trans_coeff (Brief="Tube Side Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
174PR        as positive             (Brief="Tube Side Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
175PRw   as positive                 (Brief="Tube Side Prandtl Number at Wall Temperature",Default=0.5,Lower=1e-8);
176Phi   as positive                 (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
177Vtube as velocity                 (Brief="Tube Side Velocity",Lower=1e-8);
178
179end
180
181Model Shell_Pdrop
182#=====================================================================
183#       Shell Side Pressure Drop block
184#===================================================================== 
185VARIABLES
186PdCross                 as press_delta  (Brief="Cross Flow Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
187PdEndZones      as press_delta  (Brief="End Zones Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
188Pdwindow                as press_delta  (Brief="Window Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
189Pdtotal                 as press_delta  (Brief="Total Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
190Pdnozzle_in     as press_delta  (Brief="Inlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
191Pdnozzle_out    as press_delta  (Brief="Outlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
192Vnozzle_in      as velocity             (Brief="Inlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
193Vnozzle_out     as velocity             (Brief="Outlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
194RVsquare_out    as positive (Brief = "Outlet Nozzle rho-V^2", Default=1, Upper=1e6, Unit = "kg/s^2/m");
195RVsquare_in     as positive (Brief = "Inlet Nozzle rho-V^2", Default=1, Upper=1e6, Unit = "kg/s^2/m");
196
197EQUATIONS
198"Shell Side Total Pressure Drop"
199        Pdtotal = PdCross + PdEndZones + Pdnozzle_in + Pdnozzle_out + Pdwindow;
200
201end
202
203Model Shell_Heat_Transfer
204#=====================================================================
205# Shell Side Heat Transfer Block       
206#===================================================================== 
207VARIABLES
208Re                      as positive                     (Brief="Shell Side Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
209PR                      as positive                     (Brief="Shell Side Prandtl Number",Default=0.7,Lower=1e-6);
210PRw             as positive                     (Brief="Shell Side Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
211hshell          as heat_trans_coeff     (Brief="Shell Side Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
212Phi             as positive                     (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
213Ji                      as constant                     (Brief="Shell Side Ji Factor",Default=0.05);
214Jr                      as positive                     (Brief="Shell Side Jr Factor",Lower=10e-6);
215Jl                      as positive                     (Brief="Shell Side Jl Factor",Lower=10e-6);
216Jb                      as positive                     (Brief="Shell Side Jb Factor",Lower=10e-6);
217Jc                      as positive                     (Brief="Shell Side Jc Factor",Lower=10e-6);
218Js                      as positive                     (Brief="Shell Side Js Factor",Lower=10e-6);
219Jtotal          as positive                     (Brief="Shell Side Jtotal Factor",Lower=10e-6);
220Sm                      as area                         (Brief="Shell Side Cross Flow Area",Default=0.05,Lower=10e-6);
221
222end
223
224Model Baffles_Main
225#=====================================================================
226#       Baffles Spacing
227#=====================================================================
228VARIABLES
229Ls                      as length               (Brief="Central Baffle Spacing",Lower=1e-8);
230Lsi             as length               (Brief="Inlet Baffle Spacing",Lower=1e-8);
231Lso             as length               (Brief="Outlet Baffle Spacing",Lower=1e-8);
232
233end
234
235Model Main_Resistances
236#=====================================================================
237#       Resistances
238#===================================================================== 
239VARIABLES
240
241Rtube   as positive     (Brief="Tube Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
242Rwall   as positive     (Brief="Wall Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
243Rshell  as positive     (Brief="Shell Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
244Rfi             as positive     (Brief="Inside Fouling Resistance",Unit="m^2*K/kW",Default=1e-6,Lower=0);
245Rfo             as positive     (Brief="Outside Fouling Resistance",Unit="m^2*K/kW",Default=1e-6,Lower=0);
246
247end
248
249Model Details_Main
250#=====================================================================
251#       Heat Exchanger Thermal Details
252#===================================================================== 
253VARIABLES
254A               as area                         (Brief="Exchange Surface Area");
255Q               as power                        (Brief="Heat Transfer", Default=7000, Lower=1e-6, Upper=1e10);
256Uc              as heat_trans_coeff (Brief="Overall Heat Transfer Coefficient Clean",Default=1,Lower=1e-6,Upper=1e10);
257Ud              as heat_trans_coeff (Brief="Overall Heat Transfer Coefficient Dirty",Default=1,Lower=1e-6,Upper=1e10);
258Ch      as positive                     (Brief="Hot Stream Heat Capacity",Lower=1e-3,Default=1e3,Unit="W/K");
259Cc      as positive                     (Brief="Cold Stream Heat Capacity",Lower=1e-3,Default=1e3,Unit="W/K");
260Cr      as positive             (Brief="Heat Capacity Ratio",Default=0.5,Lower=1e-6);
261Cmin    as positive             (Brief="Minimum Heat Capacity",Lower=1e-10,Default=1e3,Unit="W/K");
262Cmax    as positive             (Brief="Maximum Heat Capacity",Lower=1e-10,Default=1e3,Unit="W/K");
263NTU             as positive                     (Brief="Number of Units Transference",Default=0.05,Lower=1e-10);
264
265EQUATIONS
266"Number of Units Transference"
267        NTU*Cmin = Ud*A;
268       
269end
270
271Model Tube_Side_Main
272#=====================================================================
273#       Tube Side Main Variables
274#===================================================================== 
275VARIABLES
276PressureDrop    as Tube_Pdrop;                  #Tube Side Pressure Drop
277HeatTransfer    as Tube_Heat_Transfer;  #Tube Side Heat Transfer
278
279end
280
281Model Shell_Side_Main
282#=====================================================================
283#       Shell Side Main Variables
284#===================================================================== 
285VARIABLES
286PressureDrop    as Shell_Pdrop;                 # Shell Side Pressure Drop
287HeatTransfer    as Shell_Heat_Transfer; # Shell Side Heat Transfer
288
289end
290
291Model Basic_Pdrop
292#=====================================================================
293#       Pressure Drop
294#===================================================================== 
295VARIABLES
296Pdrop   as press_delta  (Brief="Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
297FPdrop  as Real                 (Brief="Pressure Drop : Fraction of Inlet",Lower=0,Upper=0.8);
298
299end
300
301Model Main_Pdrop
302#=====================================================================
303#       Pressure Drop block
304#===================================================================== 
305VARIABLES
306Hot     as Basic_Pdrop;# Hot Stream
307Cold    as Basic_Pdrop;# Cold Stream
308
309end     
310
311Model DoublePipe_HeatTransfer
312#=====================================================================
313#       Double Pipe Heat Transfer Block
314#===================================================================== 
315PARAMETERS
316As              as area                         (Brief="Cross Sectional Area for Flow",Default=0.05,Lower=1e-8);
317Dh      as length                       (Brief="Hydraulic Diameter of Pipe for Heat Transfer",Lower=1e-8);
318
319VARIABLES
320Re              as positive                     (Brief="Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
321hcoeff  as heat_trans_coeff (Brief="Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
322PR              as positive                     (Brief="Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
323Phi     as positive                     (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
324Vmean   as velocity                     (Brief="Tube Velocity",Lower=1e-8);
325
326end
327
328Model DoublePipe_PressureDrop
329#=====================================================================
330#       #       Double Pipe Pressure Drop Block
331#===================================================================== 
332PARAMETERS
333Dh      as length               (Brief="Hydraulic Diameter of Pipe for Pressure Drop",Lower=1e-6);
334
335VARIABLES
336Pdrop   as press_delta  (Brief="Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
337fi      as fricfactor   (Brief="Friction Factor", Default=0.05, Lower=1e-10, Upper=2000);
338Re              as positive             (Brief="Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
339
340end     
341
342Model Main_DoublePipe
343#=====================================================================
344#       Double Pipe Main Variables
345#===================================================================== 
346VARIABLES
347HeatTransfer as DoublePipe_HeatTransfer;
348PressureDrop as DoublePipe_PressureDrop;
349
350end
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.