3-物料衡算和能量衡算-文庫吧
2025-02-07 10:02 本頁面
【正文】 物料衡算與能量衡算 例： C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O 每 100kmol燃燒產(chǎn)物需要多少摩爾空氣 ？ 空氣量 —— A ； C3H8 —— B ； N2 —— N ； 過量 O2 —— M ； CO2 —— P ； H2O —— Q 。 10 物料平衡計算的條件 １ .方程式 ⑴ 物料平衡方程式 ⑵ 物流約束式 構(gòu)成物流各組分的分率之和等于 1 1?? jx第三章 物料衡算與能量衡算 11 有 Ns股物流， Nc個組分數(shù)， Np個設備參數(shù) 總變量數(shù)： Nv= Ns（ Nc +1） + Np 設計變量？ 操作變量？ 第三章 物料衡算與能量衡算 12 ⑴ 轉(zhuǎn)化率 轉(zhuǎn)化率 = %10 0反應物的進料量反應物的反應量 ?00AAAnnn ?⑵ 選擇性 選擇性 = %10 0原料中含的反應物率 反應物率生成目的產(chǎn)物所消耗的 ?ann nAACC/)(/)(00?? xA = β = 第三章 物料衡算與能量衡算 有化學反應的物料衡算 13 ⑶ 產(chǎn)率 產(chǎn)率 = 轉(zhuǎn)化率 選擇性 = 反應物的進料率反應物率生成目的產(chǎn)物所消耗的annACC//)(00?ψ=βxA = 第三章 物料衡算與能量衡算 14 無化學反應的物料衡算 料漿 濾餅 90%固體 F1=2023kg/h 過濾機 F3=？ kg/h 10%液體 75%液體 25%固體 濾液 F2=？ kg/h 1%固體 99%液體 例：過濾過程 第三章 物料衡算與能量衡算 15 總平衡式 輸入的料漿 =輸出的濾液 +輸出的濾餅 F1= F2+F3 液體平衡式 F1x11= F2x21+F3x31 第三章 物料衡算與能量衡算 16 精餾過程 餾出液 F3 乙醇 水 24% F1 料液 苯 75% 乙醇 40% 水 60% F2 苯 乙醇產(chǎn)品 F4=1000kg/h 三個未知數(shù)需三個方程 總物料平衡式 F1+ F2= F3+ F4 組分物料平衡式 苯平衡 F2= F3 水平衡 = 醇平衡 （ 1－ ） F1 第三章 物料衡算與能量衡算 精餾計算 ?主要內(nèi)容及要求： ? 學習并掌握多組分平衡級理論模型的建立及求 解，熟練掌握精餾的簡捷計算方法，掌握精餾塔 內(nèi)的流率、濃度和溫度分布特點。 ?重點： ? 三對角線矩陣方程的托馬斯法、泡點法（ BP法） ? 精餾的簡捷計算方法 精餾計算 ? 精餾計算的基本概念 精餾計算分為設計型計算和操作型計算： （ 1）設計型計算 給定進料狀況，指定操作壓力，計算在達到分離要求的前提下，經(jīng)濟合理的回流比、理論塔板數(shù)和最佳進料位置。 （ 2）操作型計算 給定操作壓力、進料狀況、進料位置、塔板數(shù)、回流比、一端產(chǎn)品量，計算確定產(chǎn)品組成、各板上的濃度和溫度，以及冷凝器和再沸器的熱負荷。 兩種計算所用數(shù)學模型相同。 精餾 的穩(wěn)態(tài) 數(shù)學模型 MESH方程 ①組分物料衡算方程 (M)： ②相平衡關聯(lián)方程 (E)： ③歸一化方程 (S)： ④熱量衡算方程 (H)： u、 l、 w、 v、 f 分別代表 i組分的摩爾流率， H、 h分別為汽、液相摩爾焓。 j=1時，為冷凝器， ； j=N時，為再沸器 01,1, ??????? ?? ijjijiijijijij flvvwlu ),1。,1( Njci ?? ?? 0)()(1111 ???????? ???? jFjjjjjjjjjjjj QhFhLHVHVWhLU? ?? ???i i jiji jijjij FfVvLl 1///ijj jijij lL VKv ??000 ?? ilL 01,1 ?? ?? NiN vV 穩(wěn)態(tài) 模型算法概述 （ 1）除 MESH方程還需要的方程 ①平衡常數(shù)關聯(lián)方程： ②焓計算方程： ③側(cè)線組分摩爾流率： ),1( Nj ?? ),( ijijjjijij lvTpKK ? ijjjij vVWw ??),1。,1( Njci ?? ?? ),( ijjjjj lTphh ? ),( j ? ),( ijjjjj vTpHH ? ijjjij lLUu ??),2。,1( Njci ?? ?? )1,1。,1( ??? Njci ??（ 2）模型自由度分析 方程編號 方程個數(shù) 變量 變量個數(shù) 變量 變量個數(shù) (2102)
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