化工計(jì)算-能量衡算(已修改)
2025-10-25 12:04 本頁(yè)面
【正文】 能量衡算 一、能量的形式 ? 動(dòng)能 (EK) ? 位能 (EP) EP=mgZ ? 內(nèi)能 (U) U=U(T,V) 22muE K ?dTCdVVUdTTUdU VTV ??????? )()(二、幾個(gè)重要的物理量 ?熱量 (Q) 由于溫差而引起的能量交換叫熱量。 ?功 (W) 力與位移的乘積。 常見(jiàn)的有體積功、流動(dòng)功、旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械功 環(huán)境向體系作的功為正，反之為負(fù)。 ? 熱量和功是 傳遞性質(zhì) ，與 路徑 有關(guān)。 ? 焓 (H) H=U+PV=H(T,P) dPPHdTTHdHTP?????? ????????? ???)(0 一般??????? ??TPHdTCdTTHdH PP??????? ???U和 H都是 狀態(tài)函數(shù) ，與過(guò)程的 路徑無(wú)關(guān) ，只與所處的狀態(tài)有關(guān)。 ? 熱容 Q=mCΔT dQ=mC(T)dT VvPpTTTQCTQCdtTCmQfi??????????????????? ? )(? 恒壓過(guò)程 ? 恒容過(guò)程 ?? fiTT p dtTCmQ )(?? fiTT v dtTCmQ )(? 恒壓過(guò)程， Q=ΔH PPp THTQC ??????????????????dTCmH fiTT P???= mCpΔT 三、能量衡算的基本方法及步驟 ?基本方法 ?能量守恒定律： 輸入的能量 輸出的能量 =積累的能量 ? 使用范圍：總的能量適用，部分能量 不一定 適用 物料流動(dòng)示意圖 1 Z1 2 Z2 U1 u1 P1 A1 U2 u2 P2 A2 輸入輸出能量列表 輸入 輸出 內(nèi)能 U1 U2 動(dòng)能 EK1=u12/2 EK2=u22/2 位能 Ep1=gZ1 Ep2=gZ2 流動(dòng)功 P1V1 P2V2 物料量 m1=1 m2=1 傳入熱量 Q 泵的輸入功 W 能量衡算 (基本公式 ) U1+u12/2+gZ1+P1V1+Q+W=U2+u22/2+gZ2+P2V2 H1+u12/2+gZ1+Q+W=H2+u22/2+gZ2 ΔU+Δu2/2+gΔZ+Δ(PV)=Q+W ΔH+Δu2/2+gΔZ=Q+W 或 ΔH+ ΔEK+ ΔEP =Q+W 特殊過(guò)程能量衡算式的簡(jiǎn)化 ?一般情況 ΔEK=ΔEP ≈0 ? 絕熱過(guò)程 (Q=0) ΔH=W ? 無(wú)做功過(guò)程 (W=0) ΔH=Q ? 無(wú)功、無(wú)熱量傳遞過(guò)程 (Q=0, W=0) ΔH=0 ? 間歇過(guò)程 Δ(PV)=0 ΔU=Q+W 能量衡算的基本步驟 1. 建立以單位時(shí)間為基準(zhǔn)的物料流程圖 (衡算表 ) 2. 標(biāo)明物流的溫度、壓力、相態(tài)、組分的焓值 3. 選基準(zhǔn)溫度 (0℃ 或 25 ℃ ) 4. 根據(jù)熱量的基本衡算式列熱量衡算式并求解 5. 列熱量衡算表 相變過(guò)程的能量衡算 ?相變熱 ?汽化潛熱 (ΔHv) ?熔化潛熱 (ΔHm) ?升華潛熱 (ΔHs) 相變熱隨相變溫度的變化而變化，但變化很微小，可以 近似看作常數(shù) 。 相變熱的估算方法 ? Trouton法則 (汽化熱，沸
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