معرفی نرم افزار هایسیس و ۶ مرحله شبیه سازی

نرم افزار هایسیس (HYSYS) به عنوان یکی از قدرتمند ترین ابزار های شبیه سازی فرآیند شناخته می شود.

از توانایی های یک مهندس فرآیند، شبیه سازی تجهیزات و فرآیند های مختلف است.

شما در این مقاله همه ابعاد این نرم افزار گسترده را خواهید شناخت.

آنچه خواهید خواند:

• بررسی تاریخچه نرم افزار اسپن هایسیس
• مراحل شبیه سازی در نرم افزار اسپن هایسیس
• کاربرد این نرم افزار در مهندسی شیمی و مهندسی فرآیند
• نتیجه گیری

1# تاریخچه نرم افزار هایسیس (ASPEN HYSYS)

اولین نسخه نرم افزار هایسیس (HYSYS) در سال 1996 با عنوان HYSYS 1.1 توسط شرکت HYprotech تولید شد.

این نرم افزار در زمینه مدل سازی و شبیه سازی فرآیند های پالایشگاهی و پتروشیمی و سایر فرآیند های شیمیایی در صنعت کاربرد دارد.

کلمه HYSYS نیز از ترکیب دو عبارت HYprotech و SYStem  به وجود آمده است.

بعدها این شرکت سازنده توسط کمپانی بزرگ AspenTech خریداری شده و
نام این نرم افزار نیز به Aspen HYSYS تغییر یافت.

آخرین ورژن این نرم افزار V1.1 هست که تحت لیسانس شرکت AspenTech در آینده نزدیک منتشر می شود.

برای معرفی نرم افزار هایسیس و آموزش آن مراجعی هم وجود دارد که یکی از کامل ترین آن ها را این جا قرار دادیم:

برای دانلود pdf کلیک کنید

2# فیلم آموزش هایسیس (ASPEN HYSYS)

شبیه سازی در این نرم افزار در 6 مرحله انجام می شود که در ویدیوی زیر به صورت خلاصه با این موارد آشنا شده و
سپس توضیحات مربوط به هر بخش را بیان خواهیم کرد.

3# مراحل شبیه سازی با نرم افزار هایسیس

شبیه سازی با استفاده از این نرم افزار در شش مرحله انجام می شود که در زیر به صورت تصویری این موارد را بیان می کنیم.

1-3# انتخاب لیست مواد (Component List)

در این مرحله موادی که در شبیه سازی باید استفاده شود را از بانک اطلاعاتی نرم افزار در لیست مواد اضافه می کنیم.

2-3# انتخاب Fluid Package

با توجه به موادی که انتخاب می کنیم،
باید معادلات مناسبی برای انجام محاسبات تعادلی انتخاب شود.

3-3# تهیه برگه جریان (Flowsheet)

برگه جریان دارای 3 مشخصه است:

• موازنه انرژی (Mass Balance)
• محاسبات مربوط به اندازه (Sizing)
• محاسبات اقتصادی (Economic Calculations)

که در هایسیس فقط مورد 1 به صورت کامل دیده می شود و از بقیه موارد فقط مقدماتی آورده می شود.

4-3# قرار دادن تجهیزات عملیاتی (Unit Operation)

در این مرحله باید تجهیزات عملیاتی که برای آن واحد به آن نیاز داریم
را روی صفحه شبیه سازی قرار داده و ورودی های لازم را به هرکدام بدهیم.

5-3# اجرا کردن شبیه سازی (Run)

در نرم افزار هایسیس تجهیزات و جریان ها پس از گرفتن ورودی های لازم، خود به خود اجرا می شوند و لازم به Run کردن شبیه سازی نیست.

6-3# ارائه نتایج و بررسی آن ها (Result)

بعد از اجرا کردن شبیه سازی، نتایج باید بررسی شود و در صورت غیر عادی بودن آن ها باید شبیه سازی را اصلاح کنیم.

برای مشاهده یک نمونه شبیه سازی واقعی در این برنامه مقاله زیر را بررسی کنید.

4# کاربردهای نرم افزار اسپن هایسیس در مهندسی شیمی

اهمیت و کاربرد وسیع این نرم افزار به دلیل دقت بالای آن است، که این نیز به دلیل دیتابیس (Database) بسیار قوی آن است.

این نرم افزار در کتابخانه خود بسیاری از مواد مورد استفاده در صنایع مختلف را دارد.

هم چنین با استفاده از بسته های ترمودینامیکی (Fluid Package) مختلف و متنوع که در نرم افزار موجود است،
امکان انجام محاسبات با دقت و البته سرعت بالا در آن امکان پذیر است.

در این جا به چند کاربرد مهم این نرم افزار اشاره می کنیم:

1-4# امکان محاسبه و بررسی خواص مواد در شرایط مختلف

همان طور که گفتیم نرم افزار هایسیس (HYSYS) کتابخانه بسیار قدرتمند دارد که
بسیاری از مواد را در خود جای می دهد.

تمامی خواص این مواد نیز در Database این نرم افزار موجود است که
می توان با ایجاد شرایط دمایی یا فشاری مختلف، مقادیر آن ها را مشاهد کرد و
با این کار اثرات پارامترهای محیطی بر خواص آن ماده را شناسایی کرد.

2-4# بسته های ترمودینامیکی جامع

در صنایع مختلف ما با مواد خاصی سر و کار داریم که این مواد بعضا حالات غیر ایده آلی خاصی نیز دارند.

به همین دلیل برای انجام محاسبات تعادلی برای این مواد نمی توان از مدل های مرسوم استفاده کرد.

در این مواقع نرم افزار هایسیس، بسیاری از معادلات حالت خاص و مدل های محاسبه ضرایب اکتیویته را در خود دارد.

از این رو دست ما در محاسبات تعادلی برای حالات غیر ایده آل بسته نیست.

3-4# انجام محاسبات پیچیده در کوتاه ترین زمان با استفاده از نرم افزار هایسیس

بسیاری از موارد با حالات غیر ایده آل در محاسبات برخورد می کنیم.

در این شرایط باید از معادلات خاصی استفاده کنیم که بعضا این معادلات، شکل پیچیده ای دارند به طوری که حل آن ها بسیار زمان بر است.

در این شرایط هایسیس هر تعداد معادله را به هر فرم در زمان بسیار کوتاهی برای ما حل می کند و جواب ها را با کمترین خطا به ما می دهد.

4-4# امکان پیش بینی خواص مواد در نرم افزار هایسیس

کتابخانه این نرم افزار علی رغم قدرتمند بودن برخی از مواد را در خود ندارد.

هم چنین بعضا ما با ترکیباتی سرو کار داریم که دقیقا نمی دانیم حاوی چه موادی است.

در این شرایط هایسیس با استفاده از روابط تجربی موجود در مقالات و منابع مختلف و با دریافت چند خاصیت از آن ماده، باقی خواص آن را پیش بینی می کند.

5-4# امکان ایجاد تغییرات و بهبود فرآیند با نرم افزار هایسیس

یکی از قابلیت های مهم این نرم افزار است که از آن غالبا برای بهینه سازی فرآیند و بهینه سازی تجهیزات استفاده می شود.

6-4# امکان شبیه سازی به صورت پایا و دینامیک

بسیاری از فرآیند ها در حالت دینامیک کار می کنند.

از این رو شبیه سازی آن ها باید در سیستم دینامیک انجام شود تا نتایج شبیه سازی به واقعیت نزدیکتر باشد.

در این نرم افزار در دو مد پایا و ناپایا قابلیت شبیه سازی فرآیند وجود دارد.

7-4# عملیات واحد جامع در نرم افزار هایسیس

امکان شبیه سازی بسیاری از تجهیزات در این نرم افزار وجود دارد.

همچنین علاوه بر شبیه سازی یک تجهیز و محاسبه شرایط جریان خروجی از آن، می توان تخمینی از سایز آن تجهیز نیز به دست آورد که این موضوع در طراحی تجهیزات بسیار مهم و کاربردی است.

8-4# قابلیت Case Study در نرم افزار هایسیس

با این امکان شما می توانید اثر تغییرات یک پارامتر را بر یک پارامتر دیگر بسنجید.

این موضوع در مطالعات آزمایشگاهی بسیار پرکاربرد است و همچنین در بحث بهینه سازی نیز می تواند بسیار کمک کننده باشد.

5# نتیجه گیری

برای یک مهندس فرآیند یادگیری کار کردن با این نرم افزار امری ضروری است،
پس اگر می خواهید در حوزه های مربوط به مهندسی فرآیند مشغول به کار شوید باید بر این نرم افزار مسلط شوید.

در واقع یادگیری نرم افزار اسپن هایسیس (Aspen HYSYS) گام اول ورود به مقوله شبیه سازی فرآیند است.

امیدواریم با این مقاله توانسته باشیم شما را در شروع یادگیری این نرم افزار یاری کنیم.