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[78]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*--------------------------------------------------------------------*
[26]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
[1]36*----------------------------------------------------------------------
[26]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*----------------------------------------------------------------------
[68]54*       - Main_DoublePipe : Double Pipe Heat Exchanger Block
55*               DoublePipe_HeatTransfer
56*               DoublePipe_PressureDrop
57*----------------------------------------------------------------------
[1]58* Author: Gerson Balbueno Bicca
59* $Id: HEX_Engine.mso 100 2007-01-09 14:15:56Z bicca $
60*--------------------------------------------------------------------*#
61
62using "streams";
63
64Model Inlet_Main_Stream
65#=====================================================================
66#       Inlet Streams
67#===================================================================== 
68VARIABLES
[26]69Hot     as stream; # Inlet Hot Stream
70Cold    as stream; # Inlet Cold Stream
[1]71end
72
73Model Outlet_Main_Stream
74#=====================================================================
75#       Outlet Streams
76#===================================================================== 
77VARIABLES
[26]78Hot     as stream_therm;  # Outlet Hot Stream
79Cold    as stream_therm;  # Outlet Cold Stream
[1]80end
81
82#=====================================================================
83# Heat Exchangers Physical Properties
84#=====================================================================
85 
86Model Properties_Average
87#=====================================================================
88#       Average Physical Properties
89#===================================================================== 
90VARIABLES
[26]91Mw              as molweight            (Brief="Average Mol Weight",Default=75, Lower=1, Upper=1e8);
92T               as temperature          (Brief="Average  Temperature",Lower=50);
93P               as pressure                     (Brief="Average  Pressure",Default=1, Lower=1e-10, Upper=30);
94rho             as dens_mass            (Brief="Stream Density" ,Default=1000, Lower=1e-3, Upper=5e5);
95Mu              as viscosity            (Brief="Stream Viscosity",Lower=0.0001);
96Cp              as cp_mol                       (Brief="Stream Molar Heat Capacity", Upper=10e10);
97K               as conductivity         (Brief="Stream Thermal Conductivity", Default=1.0, Lower=1e-5, Upper=500);
[1]98end
99
100Model Properties_In_Out
101#=====================================================================
102#       Inlet/Outlet Physical Properties
103#===================================================================== 
104VARIABLES
[26]105Fw              as flow_mass    (Brief="Stream Mass Flow");
[1]106rho             as dens_mass    (Brief="Stream Density" ,Default=1000, Lower=1e-3, Upper=5e5);
107Mu              as viscosity    (Brief="Stream Viscosity",Default=1, Lower=1e-5, Upper=1e5);
108Cp              as cp_mol               (Brief="Stream Molar Heat Capacity", Upper=10e10);
109K               as conductivity (Brief="Stream Thermal Conductivity", Default=1.0, Lower=1e-5, Upper=500);
110end
111
112Model Properties_Wall
113#=====================================================================
114#       Physical Properties at Wall Temperature
115#===================================================================== 
116VARIABLES
117Mu              as viscosity    (Brief="Stream Viscosity",Default=1, Lower=1e-5, Upper=1e5);
118Cp              as cp_mol               (Brief="Stream Molar Heat Capacity", Upper=10e10);
119K               as conductivity (Brief="Stream Thermal Conductivity", Default=1.0, Lower=1e-5, Upper=500);
[26]120Twall   as temperature  (Brief="Wall Temperature",Lower=50);
[1]121end
122
123Model Physical_Properties
124#=====================================================================
125#       Physical Properties
126#===================================================================== 
127VARIABLES
[26]128Inlet           as Properties_In_Out;           # Properties at Inlet Stream
129Average         as Properties_Average;      # Properties at Average Temperature
130Outlet          as Properties_In_Out;           # Properties at Outlet Stream
131Wall            as Properties_Wall;                     # Properties at Wall Temperature
[1]132end
133
134Model Main_Properties
135#=====================================================================
136#       Physical Properties for Hot and Cold Side
137#===================================================================== 
138VARIABLES
[26]139Hot  as Physical_Properties; # Hot Stream
140Cold as Physical_Properties; # Cold Stream
[1]141end
142
143Model Tube_Pdrop
144#=====================================================================
[26]145#       Tube Side Pressure Drop block
[1]146#===================================================================== 
147VARIABLES
[26]148PdTube                  as press_delta  (Brief="Tube Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
149Pdtotal                 as press_delta  (Brief="Total Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
150Pdnozzle_in     as press_delta  (Brief="Inlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
151Pdnozzle_out    as press_delta  (Brief="Outlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
152Vnozzle_in      as velocity             (Brief="Inlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
153Vnozzle_out     as velocity             (Brief="Outlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
[1]154
155EQUATIONS
[26]156"Total Pressure Drop"
157        Pdtotal = PdTube + Pdnozzle_in + Pdnozzle_out;
[1]158
159end
160
161Model Tube_Heat_Transfer
162#=====================================================================
[26]163#       Tube Side Heat Transfer Block
[1]164#===================================================================== 
165VARIABLES
[45]166Re        as positive             (Brief="Tube Side Reynolds Number",Default=1000,Lower=1);
167htube as heat_trans_coeff (Brief="Tube Side Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
168PR        as positive             (Brief="Tube Side Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
169PRw   as positive                 (Brief="Tube Side Prandtl Number at Wall Temperature",Default=0.5,Lower=1e-8);
170Phi   as positive                 (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
171Vtube as velocity                 (Brief="Tube Side Velocity",Lower=1e-8);
[1]172end
173
174Model Shell_Pdrop
175#=====================================================================
[26]176#       Shell Side Pressure Drop block
[1]177#===================================================================== 
178VARIABLES
[26]179PdCross                 as press_delta  (Brief="Cross Flow Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
180PdEndZones      as press_delta  (Brief="End Zones Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
181Pdwindow                as press_delta  (Brief="Window Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
182Pdtotal                 as press_delta  (Brief="Total Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
183Pdnozzle_in     as press_delta  (Brief="Inlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
184Pdnozzle_out    as press_delta  (Brief="Outlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
185Vnozzle_in      as velocity             (Brief="Inlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
186Vnozzle_out     as velocity             (Brief="Outlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
[100]187RVsquare_out    as positive (Brief = "Outlet Nozzle rho-V^2", Default=1, Upper=1e6, Unit = "kg/s^2/m");
188RVsquare_in     as positive (Brief = "Inlet Nozzle rho-V^2", Default=1, Upper=1e6, Unit = "kg/s^2/m");
[1]189
190EQUATIONS
[26]191"Shell Side Total Pressure Drop"
192        Pdtotal = PdCross + PdEndZones + Pdnozzle_in + Pdnozzle_out + Pdwindow;
[1]193
194end
195
196Model Shell_Heat_Transfer
197#=====================================================================
[26]198# Shell Side Heat Transfer Block       
[1]199#===================================================================== 
200VARIABLES
201Re                      as positive                     (Brief="Shell Side Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
202PR                      as positive                     (Brief="Shell Side Prandtl Number",Default=0.7,Lower=1e-6);
[26]203PRw             as positive                     (Brief="Shell Side Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
[1]204hshell          as heat_trans_coeff     (Brief="Shell Side Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
205Phi             as positive                     (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
206Ji                      as constant                     (Brief="Shell Side Ji Factor",Default=0.05);
207Jr                      as positive                     (Brief="Shell Side Jr Factor",Lower=10e-6);
208Jl                      as positive                     (Brief="Shell Side Jl Factor",Lower=10e-6);
209Jb                      as positive                     (Brief="Shell Side Jb Factor",Lower=10e-6);
210Jc                      as positive                     (Brief="Shell Side Jc Factor",Lower=10e-6);
211Js                      as positive                     (Brief="Shell Side Js Factor",Lower=10e-6);
212Jtotal          as positive                     (Brief="Shell Side Jtotal Factor",Lower=10e-6);
213Sm                      as area                         (Brief="Shell Side Cross Flow Area",Default=0.05,Lower=10e-6);
214
215end
216
217Model Baffles_Main
218#=====================================================================
[26]219#       Baffles Spacing
[1]220#=====================================================================
221VARIABLES
222Ls                      as length               (Brief="Central Baffle Spacing",Lower=1e-8);
223Lsi             as length               (Brief="Inlet Baffle Spacing",Lower=1e-8);
224Lso             as length               (Brief="Outlet Baffle Spacing",Lower=1e-8);
225
226end
227
228Model Main_Resistances
229#=====================================================================
230#       Resistances
231#===================================================================== 
232VARIABLES
[26]233Rtube   as positive     (Brief="Tube Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
234Rwall   as positive     (Brief="Wall Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
235Rshell  as positive     (Brief="Shell Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
[100]236Rfi             as positive     (Brief="Inside Fouling Resistance",Unit="m^2*K/kW",Default=1e-6,Lower=0);
237Rfo             as positive     (Brief="Outside Fouling Resistance",Unit="m^2*K/kW",Default=1e-6,Lower=0);
[1]238end
239
240Model Details_Main
241#=====================================================================
242#       Heat Exchanger Thermal Details
243#===================================================================== 
244VARIABLES
245A               as area                         (Brief="Exchange Surface Area");
246Q               as power                        (Brief="Heat Transfer", Default=7000, Lower=1e-6, Upper=1e10);
[100]247Uc              as heat_trans_coeff (Brief="Overall Heat Transfer Coefficient Clean",Default=1,Lower=1e-6,Upper=1e10);
248Ud              as heat_trans_coeff (Brief="Overall Heat Transfer Coefficient Dirty",Default=1,Lower=1e-6,Upper=1e10);
[1]249Ch      as positive                     (Brief="Hot Stream Heat Capacity",Lower=1e-3,Default=1e3,Unit="W/K");
250Cc      as positive                     (Brief="Cold Stream Heat Capacity",Lower=1e-3,Default=1e3,Unit="W/K");
[26]251Cr      as positive             (Brief="Heat Capacity Ratio",Default=0.5,Lower=1e-6);
[1]252Cmin    as positive             (Brief="Minimum Heat Capacity",Lower=1e-10,Default=1e3,Unit="W/K");
253Cmax    as positive             (Brief="Maximum Heat Capacity",Lower=1e-10,Default=1e3,Unit="W/K");
[26]254NTU             as positive                     (Brief="Number of Units Transference",Default=0.05,Lower=1e-10);
[1]255
256EQUATIONS
257"Number of Units Transference"
[100]258        NTU*Cmin = Ud*A;
[1]259end
260
[26]261Model Tube_Side_Main
262#=====================================================================
263#       Tube Side Main Variables
264#===================================================================== 
265VARIABLES
266PressureDrop    as Tube_Pdrop;                  #Tube Side Pressure Drop
267HeatTransfer    as Tube_Heat_Transfer;  #Tube Side Heat Transfer
268end
269
270Model Shell_Side_Main
271#=====================================================================
272#       Shell Side Main Variables
273#===================================================================== 
274VARIABLES
275PressureDrop    as Shell_Pdrop;                 # Shell Side Pressure Drop
276HeatTransfer    as Shell_Heat_Transfer; # Shell Side Heat Transfer
277end
278
[1]279Model Basic_Pdrop
280#=====================================================================
281#       Pressure Drop
282#===================================================================== 
283VARIABLES
[26]284Pdrop   as press_delta  (Brief="Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
285FPdrop  as Real                 (Brief="Pressure Drop : Fraction of Inlet",Lower=0,Upper=0.8);
[1]286end
287
288Model Main_Pdrop
289#=====================================================================
290#       Pressure Drop block
291#===================================================================== 
292VARIABLES
[26]293Hot     as Basic_Pdrop;# Hot Stream
294Cold    as Basic_Pdrop;# Cold Stream
[1]295end     
[68]296
297Model DoublePipe_HeatTransfer
298#=====================================================================
[100]299#       Double Pipe Heat Transfer Block
[68]300#===================================================================== 
301PARAMETERS
302As              as area                         (Brief="Cross Sectional Area for Flow",Default=0.05,Lower=1e-8);
303Dh      as length                       (Brief="Hydraulic Diameter of Pipe for Heat Transfer",Lower=1e-8);
304
305VARIABLES
306Re              as positive                     (Brief="Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
307hcoeff  as heat_trans_coeff (Brief="Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
308PR              as positive                     (Brief="Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
309Phi     as positive                     (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
310Vmean   as velocity                     (Brief="Tube Velocity",Lower=1e-8);
311end
312
313Model DoublePipe_PressureDrop
314#=====================================================================
[100]315#       #       Double Pipe Pressure Drop Block
[68]316#===================================================================== 
317PARAMETERS
318Dh      as length               (Brief="Hydraulic Diameter of Pipe for Pressure Drop",Lower=1e-6);
319
320VARIABLES
321Pdrop   as press_delta  (Brief="Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
322fi      as fricfactor   (Brief="Friction Factor", Default=0.05, Lower=1e-10, Upper=2000);
323Re              as positive             (Brief="Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
324end     
325
326Model Main_DoublePipe
[100]327#=====================================================================
328#       Double Pipe Main Variables
329#===================================================================== 
[68]330VARIABLES
331HeatTransfer as DoublePipe_HeatTransfer;
332PressureDrop as DoublePipe_PressureDrop;
333end
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.