質(zhì)量衡算與能量衡算培訓(xùn)課程-wenkub
2023-03-15 11:25:24 本頁面
【正文】 2） 摩爾分?jǐn)?shù) AAnxn?組分 A的摩爾分?jǐn)?shù) 混合物的總物質(zhì)的量 組分 A的物質(zhì)的量 當(dāng)混合物為氣液兩相體系時(shí)，常以 x 表示液相中的摩爾分?jǐn)?shù)， y 表示氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)。 dVAmuAquAA???圓形管道 m2π4Vqud?mu平均流速 按體積流量相等的原則定義 流過截面的面積， m2 單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的物理量稱為該物理量的通量。s)； ? 單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的 動(dòng)量 ，稱為動(dòng)量通量，單位為 N/m2。 （ 5）平均速度的涵義是什么？用管道輸送水和空氣時(shí)，較為經(jīng)濟(jì)的流速范圍為多少？ 本節(jié)思考題 一、衡算的基本概念 二、總質(zhì)量衡算 主要內(nèi)容 第二節(jié) 質(zhì)量衡算 通過質(zhì)量衡算 ， 從理論上計(jì)算物料在環(huán)境系統(tǒng)中的輸入 、 輸出和積累 ， 分析物質(zhì)流在環(huán)境系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化情況 。 對(duì) 微元范圍 進(jìn)行的衡算稱為 微分衡算 ，用于考察 系統(tǒng)內(nèi)部 各點(diǎn)的變化規(guī)律 。組分為反應(yīng)物時(shí)， qmr 為負(fù)值，組分為生成物時(shí)， qmr 為正值。 污水密度 103kg/m3。 假設(shè)體積 V中可降解物質(zhì)的濃度均勻分布 ， 則 反應(yīng)速率常數(shù)， s1或 d1 物質(zhì)質(zhì)量濃度 負(fù)號(hào)表示污染物隨時(shí)間的增加而減少 體積 質(zhì)量衡算方程： qm1 － qm2－ kρV = 0 讀法：卡帕 【 例題 】 一湖泊容積為 10 106m3。 解：假設(shè)完全混合，意味著 湖中污染物的質(zhì)量濃度等于流出水中污染物的質(zhì)量濃度。 在無水源補(bǔ)充的情況下 ， 打開底部閥門放水 。 能量輸入輸出的方式： WQ1E E 2E輸入 輸出 做功 總能量 進(jìn)行能量衡算首先要確定衡算的范圍，即衡算系統(tǒng) E Q W? ? ?系統(tǒng)從外界吸收的熱量 系統(tǒng) 對(duì)外所做的功 系統(tǒng)內(nèi)部 能量的變化 () E 物料所具有的各種能量之和，即總能量 ΔE = E2－ E1＋ E3 系統(tǒng)內(nèi)物料能量積累 靜壓能 位能 動(dòng)能 內(nèi)能 E E E E E ? ? ? ? 輸出 系統(tǒng)的物料攜帶總能量 輸入 系統(tǒng)的物料攜帶總能量 ΔE 系統(tǒng)能量變化 能量衡算的一般方程 系統(tǒng)經(jīng)過某一過程時(shí)，其內(nèi)部能量的變化以系統(tǒng)從環(huán)境吸收熱量和對(duì)外做功的形式表現(xiàn)出來，因此 二、熱量衡算方程 在冷卻 、 加熱 、 散熱過程中 ， 只涉及物料溫度與熱量的變化過程 ， 此時(shí)能量可用焓表示 。 對(duì)有化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)，要考慮 反應(yīng)物與生成物不 同溫度時(shí)的焓值 。 H2 —— 單位質(zhì)量物料離開系統(tǒng)時(shí)的焓， kJ/kg。 河流上游流速為 100m3/s， 水溫為 20℃ 。 63170 0 10 100 10 418 4T????? ＝℃ ？ 1700MW m3/s 在 100m3/s的流量下，吸收 1700MW能量后河水溫度的變化為 有相變 無相變 Q = mCP△ T Q = mCV△ T Q = m L 有相變 無相變 ∑HP－ ∑HF = qmCP△ T ∑HP－ ∑HF = qmr 或 qmr + qmCP△ T 封閉系統(tǒng) 開放系統(tǒng) EQ = Q ∑HP－ ∑HF = q 熱量衡算方程 ∑HP－ ∑HF + Eq = q 能量衡算一般方程 △ E = Q + W 不涉及系統(tǒng)與環(huán)境間做功，能量用焓表示 本節(jié)小結(jié) （ 1）物質(zhì)的總能量由哪幾部分組成？系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化與環(huán)境的關(guān)系如何？ （ 2）什么是封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)？ （ 3）簡述熱量衡算方程的涵義。 F3VpH q c T???輸出系統(tǒng)的焓 P c T系統(tǒng)內(nèi)積累的焓 qddpTE V ct??輸入系統(tǒng)的焓 T 不考慮池散熱 q = 0 池中污水混合均勻，任意時(shí)刻從池中排出污水溫度與池中相同，設(shè)其為 T。 采用外循環(huán)法加熱 ， 使污水以 5 m3/h流量通過換熱器 ， 換熱器用水蒸氣加熱 ， 其出口溫度恒定為 100℃ 。 設(shè)冷卻水的質(zhì)量流量為 冷卻水吸收熱量速率為 ?????qPF mpH H q c T? ? ???（ 2）以河流水為衡算對(duì)象。 若定壓比熱容不隨溫度變化 (或取物料平均溫度定壓比熱容 ) 如熱流體為飽和蒸汽，放熱后變?yōu)槔淠海淠阂燥柡蜏囟入x開系統(tǒng)時(shí) 【 例 】 燃煤發(fā)電廠將煤化學(xué)能的三分之一轉(zhuǎn)化為電能 ， 輸出電能 1000MW。 H H E qP F q? ? ???內(nèi)部能量的變化表現(xiàn)為 ？ 三、 封閉系統(tǒng)的熱量衡算 0 0 物料的定壓熱容 物料溫度改變 物料的質(zhì)量 無相變條件下 物質(zhì)熱量和溫度的變化可用比熱容來表示 （ 1）恒壓過程：系統(tǒng)吸收的熱量全部用于焓的增加 Q m H??Q m e??（ 2）恒容過程：系統(tǒng)吸收的熱量全部用于內(nèi)能的增加 物料的定容熱容 (一）無相變條件下的熱量衡算 pH c T? ? ?Ve c T? ? ?QE m L?QpE m c T??物質(zhì)的潛熱 對(duì)于固體或液體： CP = CV pQ m c T熱量衡算方程 Q m L?(二）有相變條件下的熱量衡算 發(fā)生相變時(shí)，吸收或放出熱量而溫度不變 則系統(tǒng)能量的變化可表示為： 系統(tǒng)能量的變化可表示為： 看課本 p40例題 注意：對(duì)單位時(shí)
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