ソリューション

OmegaEduPack 伝熱シミュレータ

原理・原則を効率良く学習できます。
伝熱シミュレータのねらい

ポリプロピレンの重合反応熱を2台の外部循環クーラー(熱交換器)を用いて除熱するプロセスを通して、化学工学の原理および基礎である伝熱について学習することを目的としています。
本シミュレータを使用して、

  1. 熱交換器の交換熱量、対数平均温度、総括伝熱係数を理解
  2. 冷却水量と総括伝熱係数の関係を理解
  3. 反応器の温度制御器を用いてPIDパラメータのチューニング方法を習得

することができます。


対象プロセス

ポリプロピレンの重合反応熱を、2台の外部循環クーラーで除熱するプロセスです。ここで反応器は単に熱源として使われます。
2台のクーラーは同一特性で、1台(EA101)の冷却水量は反応器の温度でコントロールされます。 他の1台(EA102)は、温度制御に制約されていません。 したがって、EA102の冷却水量を変化させると、反応器の温度を一定に保つようにEA101の冷却水量が制御されます。
クーラーから出たプロセス流体の一部は手動操作弁を通って反応器へ循環されます。


演習内容
  1. EA102を流れる冷却水量を一定にしてデータを収集し、2つのクーラの交換熱量、対数平均温度差、総括伝熱係数を求めます。
  2. 反応器の温度調節をEA101で行い、EA102の水量を変化させて、EA102廻りの温度関係、総括伝熱係数のデータを収集します。 収集したデータをグラフ化し、水量を変化させた場合の対数平均温度差、総括伝熱係数、交換熱量の関係について考察します。
  3. EA102の流量をゼロ、EA101の伝熱面積を2倍として交換熱量を一定とした環境を作り、供給される冷却水温度を変化させて、EA101の冷却水流量、温度、総括伝熱係数のデータを収集します。 収集したデータをグラフ化し、供給される冷却水温が変化した場合の水量、温度差、総括伝熱係数の変化について考察します。