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Line 
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 78 2006-12-08 19:29:10Z paula $
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
71end
72
73Model Outlet_Main_Stream
74#=====================================================================
75#       Outlet Streams
76#===================================================================== 
77VARIABLES
78Hot     as stream_therm;  # Outlet Hot Stream
79Cold    as stream_therm;  # Outlet Cold Stream
80end
81
82#=====================================================================
83# Heat Exchangers Physical Properties
84#=====================================================================
85 
86Model Properties_Average
87#=====================================================================
88#       Average Physical Properties
89#===================================================================== 
90VARIABLES
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);
98end
99
100Model Properties_In_Out
101#=====================================================================
102#       Inlet/Outlet Physical Properties
103#===================================================================== 
104VARIABLES
105Fw              as flow_mass    (Brief="Stream Mass Flow");
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);
120Twall   as temperature  (Brief="Wall Temperature",Lower=50);
121end
122
123Model Physical_Properties
124#=====================================================================
125#       Physical Properties
126#===================================================================== 
127VARIABLES
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
132end
133
134Model Main_Properties
135#=====================================================================
136#       Physical Properties for Hot and Cold Side
137#===================================================================== 
138VARIABLES
139Hot  as Physical_Properties; # Hot Stream
140Cold as Physical_Properties; # Cold Stream
141end
142
143Model Tube_Pdrop
144#=====================================================================
145#       Tube Side Pressure Drop block
146#===================================================================== 
147VARIABLES
148
149PdTube                  as press_delta  (Brief="Tube Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
150Pdtotal                 as press_delta  (Brief="Total Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
151Pdnozzle_in     as press_delta  (Brief="Inlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
152Pdnozzle_out    as press_delta  (Brief="Outlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
153Vnozzle_in      as velocity             (Brief="Inlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
154Vnozzle_out     as velocity             (Brief="Outlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
155
156EQUATIONS
157"Total Pressure Drop"
158        Pdtotal = PdTube + Pdnozzle_in + Pdnozzle_out;
159
160end
161
162Model Tube_Heat_Transfer
163#=====================================================================
164#       Tube Side Heat Transfer Block
165#===================================================================== 
166VARIABLES
167Re        as positive             (Brief="Tube Side Reynolds Number",Default=1000,Lower=1);
168htube as heat_trans_coeff (Brief="Tube Side Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
169PR        as positive             (Brief="Tube Side Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
170PRw   as positive                 (Brief="Tube Side Prandtl Number at Wall Temperature",Default=0.5,Lower=1e-8);
171Phi   as positive                 (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
172Vtube as velocity                 (Brief="Tube Side Velocity",Lower=1e-8);
173end
174
175Model Shell_Pdrop
176#=====================================================================
177#       Shell Side Pressure Drop block
178#===================================================================== 
179VARIABLES
180PdCross                 as press_delta  (Brief="Cross Flow Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
181PdEndZones      as press_delta  (Brief="End Zones Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
182Pdwindow                as press_delta  (Brief="Window Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
183Pdtotal                 as press_delta  (Brief="Total Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
184Pdnozzle_in     as press_delta  (Brief="Inlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
185Pdnozzle_out    as press_delta  (Brief="Outlet Nozzle Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
186Vnozzle_in      as velocity             (Brief="Inlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
187Vnozzle_out     as velocity             (Brief="Outlet Nozzle Velocity",Default=1, Upper=1e5, Lower=0);
188RVsquare_in     as flux_mass    (Brief="Inlet Nozzle rho-V^2");
189RVsquare_out    as flux_mass    (Brief="Outlet Nozzle rho-V^2");
190
191EQUATIONS
192
193"Shell Side Total Pressure Drop"
194        Pdtotal = PdCross + PdEndZones + Pdnozzle_in + Pdnozzle_out + Pdwindow;
195
196end
197
198Model Shell_Heat_Transfer
199#=====================================================================
200# Shell Side Heat Transfer Block       
201#===================================================================== 
202VARIABLES
203Re                      as positive                     (Brief="Shell Side Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
204PR                      as positive                     (Brief="Shell Side Prandtl Number",Default=0.7,Lower=1e-6);
205PRw             as positive                     (Brief="Shell Side Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
206hshell          as heat_trans_coeff     (Brief="Shell Side Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
207Phi             as positive                     (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
208Ji                      as constant                     (Brief="Shell Side Ji Factor",Default=0.05);
209Jr                      as positive                     (Brief="Shell Side Jr Factor",Lower=10e-6);
210Jl                      as positive                     (Brief="Shell Side Jl Factor",Lower=10e-6);
211Jb                      as positive                     (Brief="Shell Side Jb Factor",Lower=10e-6);
212Jc                      as positive                     (Brief="Shell Side Jc Factor",Lower=10e-6);
213Js                      as positive                     (Brief="Shell Side Js Factor",Lower=10e-6);
214Jtotal          as positive                     (Brief="Shell Side Jtotal Factor",Lower=10e-6);
215Sm                      as area                         (Brief="Shell Side Cross Flow Area",Default=0.05,Lower=10e-6);
216
217end
218
219Model Baffles_Main
220#=====================================================================
221#       Baffles Spacing
222#=====================================================================
223VARIABLES
224Ls                      as length               (Brief="Central Baffle Spacing",Lower=1e-8);
225Lsi             as length               (Brief="Inlet Baffle Spacing",Lower=1e-8);
226Lso             as length               (Brief="Outlet Baffle Spacing",Lower=1e-8);
227
228end
229
230Model Main_Resistances
231#=====================================================================
232#       Resistances
233#===================================================================== 
234VARIABLES
235
236Rtube   as positive     (Brief="Tube Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
237Rwall   as positive     (Brief="Wall Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
238Rshell  as positive     (Brief="Shell Resistance",Unit="m^2*K/kW",Lower=1e-6);
239
240end
241
242Model Details_Main
243#=====================================================================
244#       Heat Exchanger Thermal Details
245#===================================================================== 
246VARIABLES
247A               as area                         (Brief="Exchange Surface Area");
248Q               as power                        (Brief="Heat Transfer", Default=7000, Lower=1e-6, Upper=1e10);
249U               as heat_trans_coeff (Brief="Overall Heat Transfer Coefficient",Default=1,Lower=1e-6,Upper=1e10);
250Ch      as positive                     (Brief="Hot Stream Heat Capacity",Lower=1e-3,Default=1e3,Unit="W/K");
251Cc      as positive                     (Brief="Cold Stream Heat Capacity",Lower=1e-3,Default=1e3,Unit="W/K");
252Cr      as positive             (Brief="Heat Capacity Ratio",Default=0.5,Lower=1e-6);
253Cmin    as positive             (Brief="Minimum Heat Capacity",Lower=1e-10,Default=1e3,Unit="W/K");
254Cmax    as positive             (Brief="Maximum Heat Capacity",Lower=1e-10,Default=1e3,Unit="W/K");
255NTU             as positive                     (Brief="Number of Units Transference",Default=0.05,Lower=1e-10);
256
257EQUATIONS
258"Number of Units Transference"
259        NTU*Cmin = U*A;
260end
261
262Model Tube_Side_Main
263#=====================================================================
264#       Tube Side Main Variables
265#===================================================================== 
266VARIABLES
267PressureDrop    as Tube_Pdrop;                  #Tube Side Pressure Drop
268HeatTransfer    as Tube_Heat_Transfer;  #Tube Side Heat Transfer
269end
270
271Model Shell_Side_Main
272#=====================================================================
273#       Shell Side Main Variables
274#===================================================================== 
275VARIABLES
276PressureDrop    as Shell_Pdrop;                 # Shell Side Pressure Drop
277HeatTransfer    as Shell_Heat_Transfer; # Shell Side Heat Transfer
278end
279
280Model Basic_Pdrop
281#=====================================================================
282#       Pressure Drop
283#===================================================================== 
284VARIABLES
285Pdrop   as press_delta  (Brief="Pressure Drop",Default=0.01, Lower=0);
286FPdrop  as Real                 (Brief="Pressure Drop : Fraction of Inlet",Lower=0,Upper=0.8);
287end
288
289Model Main_Pdrop
290#=====================================================================
291#       Pressure Drop block
292#===================================================================== 
293VARIABLES
294Hot     as Basic_Pdrop;# Hot Stream
295Cold    as Basic_Pdrop;# Cold Stream
296end     
297
298Model DoublePipe_HeatTransfer
299#=====================================================================
300#       Heat Transfer
301#===================================================================== 
302PARAMETERS
303As              as area                         (Brief="Cross Sectional Area for Flow",Default=0.05,Lower=1e-8);
304Dh      as length                       (Brief="Hydraulic Diameter of Pipe for Heat Transfer",Lower=1e-8);
305
306VARIABLES
307Re              as positive                     (Brief="Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
308hcoeff  as heat_trans_coeff (Brief="Film Coefficient",Default=1,Lower=1e-12, Upper=1e6);
309PR              as positive                     (Brief="Prandtl Number",Default=0.5,Lower=1e-8);
310Phi     as positive                     (Brief="Phi Correction",Default=1,Lower=1e-3);
311Vmean   as velocity                     (Brief="Tube Velocity",Lower=1e-8);
312end
313
314Model DoublePipe_PressureDrop
315#=====================================================================
316#       Pressure Drop
317#===================================================================== 
318PARAMETERS
319Dh      as length               (Brief="Hydraulic Diameter of Pipe for Pressure Drop",Lower=1e-6);
320
321VARIABLES
322Pdrop   as press_delta  (Brief="Pressure Drop",Default=0.01, Lower=1e-10);
323fi      as fricfactor   (Brief="Friction Factor", Default=0.05, Lower=1e-10, Upper=2000);
324Re              as positive             (Brief="Reynolds Number",Default=100,Lower=1);
325end     
326
327Model Main_DoublePipe
328VARIABLES
329HeatTransfer as DoublePipe_HeatTransfer;
330PressureDrop as DoublePipe_PressureDrop;
331end
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.