Giới thiệu tổng quan giáo trình thiết kế mô phỏng

Thiãút kãú mä phng 3/3
1 Giåïi thiãûu täøng quan
1.1 Mủc âêch, vai tr ca thiãút kãú mä phng
• Thiãút kãú mä phng l quạ trçnh thiãút kãú våïi sỉû tråü giụp ca mạy tênh våïi cạc pháưn
mãưm chun nghiãûp
• Cạc tỉì khoạ thỉåìng âỉåüc sỉí dủng trong thiãút kãú mä phng l :
- Simulation, process simulation : mä phng, quạ trçnh mä phng
- Dynamic simulation : mä phng âäüng
- Simulator : thiãút bë mä phng
- Equation of state (EOS) : phỉång trçnh trảng thại
- Steady-state simulation : mä phng trảng thại bãưn vỉỵng
- To proceed by trial and error : Tiãún hnh bàòng cạch m máùm
- Model : mä hçnh
- Modelling : mä hçnh họa
• Mä phng l mäüt cäng củ cho phẹp ngỉåìi k sỉ tiãún hnh cäng viãûc mäüt cạch hiãûu
qu hån khi thiãút kãú mäüt quạ trçnh måï
i hồûc phán têch, nghiãn cỉïu cạc úu täú nh
hỉåíng dãún mäüt quạ trçnh âang hoảt âäüng trong thỉûc tãú.
• Täúc âäü ca cäng củ mä phng cho phẹp kho sạt nhiãưu trỉåìng håüp hån trong cng
thåìi gian våïi âäü chênh xạc cao hån nãúu so våïi tênh toạn bàòng tay. Hån nỉỵa, chụng ta
cọ thãø tỉû âäüng họa quạ trçnh tênh toạn cạc så âäư cäng nghãû âãø trạnh viãûc phi thỉûc
hiãûn cạc phẹp tênh làûp khäng cọ cå såí hồûc m máùm. Vê dủ, chụng ta cọ thãø sỉí
dủng mäüt mä hçnh máùu âãø nghiãn cỉïu sỉû váûn hnh ca mäüt phán xỉåíng khi thay
âäøi ngưn ngun liãûu hồûc cạc âiãưu kiãûn váûn hnh ca cạc thiãút bë nh hỉåíng âãún
hiã
ûu sút thu v cháút lỉåüng sn pháøm nhỉ thãú no ? Âiãưu ny s âån gin, nhanh
chọng v tiãút kiãûm hån nhiãưu so våïi thỉí trãn phán xỉåíng thỉûc tãú. Vç ràòng cå såí tênh
toạn cạc cäng củ mä phng thỉåìng dỉûa trãn cạc bäü cå såí dỉỵ liãûu chøn họa, nãn
mäüt khi â xáy dỉûng mäüt mä hçnh håüp l thç báút k mäüt k sỉ no cng cọ thãø sỉí
dủng nọ âãø tênh toạn v cho cạc kãút qu chênh xạc.
• Thiãút kãú mä phng thỉåìng âỉåüc sỉí dủng âãø :

- Thiãút kãú (Designing) mäüt quạ trçnh måïi
- Thỉí lải, kiãøm tra lải (Retrofitting) cạc quạ trçnh âang täưn tải
- Hiãûu chènh (Troubleshooting) cạ
c quạ trçnh âang váûn hnh
- Täúi ỉu họa (Optimizing) cạc quạ trçnh váûn hnh
ThS. Lã Thë Nhỉ Âải Hc Bạch Khoa
Thióỳt kóỳ mọ phoớng 4/4
óứ xỏy dổỷng mọỹt mọ hỗnh mọ phoớng hióỷu quaớ, chuùng ta phaới xaùc õởnh õuùng muỷc
tióu. Bổồùc õỏửu tión trong bỏỳt cổù mọỹt quaù trỗnh mọ phoớng naỡo laỡ lổồỹng hoùa caùc muỷc
tióu caỡng nhióửu caỡng tọỳt. Caùc kóỳt quaớ õaỷt õổồỹc thổồỡng phuỷ thuọỹc vaỡo caùc yóu cỏửu
õỷt ra. Nhổ vỏỷy, trổồùc khi mọ phoớng mọỹt quaù trỗnh nón õỷt ra caùc cỏu hoới sau :
- Muỷc õờch sổớ duỷng cọng cuỷ mọ phoớng trong trổồỡng hồỹp naỡy õóứ laỡm gỗ ?
- Quaù trỗnh mọ phoớng seợ thổỷc hióỷn nhổợng vióỷc gỗ ?
- Sổỷ phổùc taỷp coù cỏửn thióỳt khọng ?
- Cỏửn thióỳt phaới tỗm ra caùc kóỳt quaớ naỡo tổỡ quaù trỗnh mọ phoớng ?
Cỏửn nhồù rũng caùc giaù trở thu õổồỹc tổỡ kóỳt quaớ
mọ phoớng phuỷ thuọỹc rỏỳt nhióửu vaỡo
nhổợng lổỷa choỹn ban õỏửu maỡ chuùng ta õaợ nhỏỷp vaỡo.
1.2 Caùc phỏửn móửm mọ phoớng trong cọng nghóỷ hoùa hoỹc
Trong cọng nghóỷ hoùa hoỹc, ngổồỡi ta sổớ duỷng rỏỳt nhióửu caùc phỏửn móửm mọ phoớng :
- DESIGN II (WINSIM) : sổớ duỷng trong cọng nghióỷp hoùa hoỹc noùi chung
- PRO/II (SIMSCI) : sổớ duỷng trong cọng nghióỷp hoùa hoỹc, cọng nghióỷp loỹc -
hoùa dỏửu
- PROSIM : sổớ duỷng trong cọng nghióỷp hoùa hoỹc
- HYSIM (HYSYS) : sổớ duỷng trong cọng nghióỷp chóỳ bióỳn khờ
Trong caùc phỏửn móửm kóứ trón, phỏửn móửm PRO/II laỡ phỏửn móửm nọứi tióỳng nhỏỳt, õổồỹc
sổớ duỷng rọỹng raợi nhỏỳt trong nhióửu lộnh vổỷc cọng nghióỷp.
2 Phỏửn móửm PRO/II
2.1 Lộnh vổỷc sổớ duỷng
Phỏửn móửm PRO/II laỡ phỏửn móửm tờnh toaùn chuyón duỷng trong caùc lộnh vổỷc cọng

nghóỷ hoùa hoỹc noùi chung, õỷc bióỷt trong lộnh vổỷc loỹc dỏửu, hoùa dỏửu, polymer, hoùa
dổồỹc, ... ỏy laỡ phỏửn móửm tờnh toaùn rỏỳt chờnh xaùc caùc quaù trỗnh chổng cỏỳt. Laỡ saớn
phỏứm cuớa SIMSCI, hỗnh thaỡnh tổỡ nm 1967 vaỡ õổồỹc chờnh thổùc sổớ duỷng vaỡo nm
1988 sau nhióửu lỏửn õổồỹc caới tióỳn. Hióỷn nay, chuùng ta õang sổớ duỷng phión baớn
PRO/II 7.0
PRO/II vỏỷn haỡnh theo caùc modul lión tióỳp, mọựi thióỳt bở õổồỹc tờnh rióng leợ vaỡ lỏửn lổồỹt
tờnh cho tổỡng thióỳt bở.
PRO/II bao gọửm caùc nguọửn dổợ lióỷu phong phuù : thổ vióỷn caùc cỏỳu tổớ hoùa hoỹc, caùc
phổồng phaùp xaùc õởnh caùc tờnh chỏỳt nhióỷt õọỹng, caùc kyợ xaớ
o vỏỷn haỡnh caùc thióỳt bở
hióỷn õaỷi õóứ cung cỏỳp cho caùc kyợ sổ cọng nghóỷ caùc kyợ nng õóứ bióứu dióựn tỏỳt caớ caùc
ThS. Ló Thở Nhổ Yẽ aỷi Hoỹc Baùch Khoa
Thiãút kãú mä phng 5/5
tênh toạn cán bàòng váût cháút v nàng lỉåüng cáưn thiãút khi mä phng cạc trảng thại
dỉìng ca cạc så âäư cäng nghãû.
• Pháưn mãưm PRO/II âỉåüc sỉí dủng theo nhàòm 2 mủc âêch :
- Thiãút kãú mäüt phán xỉåíng måïi (Sizing)
- Mä phng mäüt phán xỉåíng â âỉåüc xáy dỉûng trong thỉûc tãú âãø nghiãn cỉïu
cạc úu täú nh hỉåíng âãún sỉû váûn hnh ca nọ (Rating) nhỉ : thay âäøi ngưn
ngun liãûu, âiãưu kiãûn váûn hnh hồûc tiãu chøn k thût ca sn pháøm, ...
2.2 Quạ trçnh mä phng bàòng pháưn mãưm PRO/II
• Trỉåïc khi tiãún hnh mä phng, chụng ta phi diãùn âảt cạc dỉỵ liãûu tỉì så âäư thỉûc tãú
thnh mä hçnh mä phng. Quạ trçnh ny bao gäưm cạc bỉåïc sau :
- Xạc âënh hãû âån vë âo : cọ 3 hãû âån vë âo : hãû Anh, hãû Mẹt v hãû SI. Tu
trỉåìng håüp, chụng ta chn hãû âån vë âo cho thêch håüp, thäng thỉåìng chn hãû
Mẹt;
- Xạc âënh thnh pháưn cáúu tỉí cọ trong hãû : âỉåüc chn tỉì ngưn dỉỵ liãûu phong
phụ cạc cáúu tỉí ca PROII;
- Lỉûa chn cạc phỉång trçnh nhiãût âäüng thêch håüp : trãn cå såí thnh pháưn họa
hc ca ngun liãûu v âiãưu kiãûn váûn hnh ca thiãút bë ;

- Lỉûa chn cạc dng ngun liãûu v sn pháøm : xạc âënh th
nh pháưn, trảng thại
nhiãût ca cạc dng;
- Xạc âënh cạc dỉỵ liãûu vãư thiãút bë v âiãưu kiãûn váûn hnh cho cạc thiãút bë.
• Hån nỉỵa, trong nhiãưu trỉåìng håüp chụng ta phi thay âäøi så âäư cäng nghãû thỉûc tãú
sang mủc âêch mä phng. Màûc d cọ sỉû tỉång ỉïng giỉỵa så âäư cäng nghãû thỉûc tãú v
så âäư mä phng nhỉng váùn cọ nhỉỵng sỉû khạc biãût cáưn chụ .
• Vç cäng củ mä phng chè mä t trảng thại dỉìng nãn trong så âäư mä phng khäng
nãn bäú trê cạc thiãút bë âiãưu khiãøn, kiãøm tra
3 Cạc khại niãûm cå bn vãư chỉng cáút
3.1 Thiãút bë ngỉng tủ âènh thạp
PRO/II màûc âënh Condenser âỉåüc xem l mäüt báûc thay âäøi näưng âäü (mäüt âéa l
thuút) v cọ 4 dảng Condenser :
• Partial : Lng åí âéa 2 âỉåüc lm lảnh v chè ngỉng tủ mäüt pháưn. Loải Condenser
ny thỉûc sỉû l mäüt báûc thay âäøi näưng âäü. Nhiãût âäü trong Condenser chênh l nhiãût
âäü âiãøm sỉång ca häùn håüp håi cán bàòng Gäưm 2 loải :
ThS. Lã Thë Nhỉ Âải Hc Bạch Khoa
Thióỳt kóỳ mọ phoớng 6/6
- loaỷi Distillat vapor : loớng ngổng tuỷ chố õóứ họửi lổu vóử õốnh thaùp, coỡn saớn
phỏứm lỏỳy ra ồớ thóứ hồi õổồỹc goỹi laỡ Overhead.
- Loaỷi Distillat mixe : loớng ngổng tuỷ mọỹt phỏửn õóứ họửi lổu vóử õốnh thaùp, coỡn laỷi
lỏỳy ra laỡm saớn phỏứm saớn phỏứm õốnh gọửm 2 loaỷi laỡ saớn phỏứm hồi vaỡ saớn
phỏứm loớng.
Bubble Temperature : Loớng ồớ õộa 2 õổồỹc õổồỹc laỡm laỷnh õóỳn nhióỷt õọỹ õióứm sọi cuớa
họựn hồỹp vaỡ ngổng tuỷ hoaỡn toaỡn, mọỹt phỏửn cho họửi lổu vóử õộa 2 ồớ õốnh thaùp, phỏửn
coỡn laỷi lỏỳy ra daỷng saớn phỏứm loớng, õổồỹc goỹi laỡ Fixe Rate Draw. Nhióỷt õọỹ trong
Condenser chờnh laỡ
nhióỷt õọỹ õióứm sọi cuớa họựn hồỹp loớng cỏn bũng
- Subcooled, Fixe Temperature : Loớng ồớ õộa 2 õổồỹc õổồỹc laỡm laỷnh dổồùi nhióỷt
õọỹ õióứm sọi cuớa họựn hồỹp loớng. Loớng naỡy goỹi laỡ loớng quaù laỷnh.

- Subcooled, Fixe Temperature Drop : Loaỷi Condenser naỡy cuợng giọỳng nhổ
loaỷi trón nhổng õọỹ quaù laỷnh cuớa họựn hồỹp loớng õổồỹc xaùc õởnh bồới mọỹt giaù trở
naỡo õoù.

Loớng
Loớng
Hồi
Hồi
a- Daỷng Partial
Distillate vapor Distillate mixe
b- Daỷng Bubble
3.2 Thióỳt bở õun sọi õaùy thaùp
PRO/II mỷc õởnh Reboiler õổồỹc xem laỡ mọỹt bỏỷc thay õọứi nọửng õọỹ vaỡ coù 3 daỷng
Reboiler :
- Daỷng Kettle : õổồỹc mỷc õởnh (qui chuỏứn)
- Thermosiphon without baffles
- Thermosiphon with baffles


ThS. Ló Thở Nhổ Yẽ aỷi Hoỹc Baùch Khoa
Thióỳt kóỳ mọ phoớng 7/7



ThS. Ló Thở Nhổ Yẽ aỷi Hoỹc Baùch Khoa