化工過程開發(fā)與設計第6章能量衡算(編輯修改稿)
2025-01-19 15:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 無化學反應過程的能量衡算 1．無相變過程的熱量衡算 例 [] 用泵將 5℃ 的水從水池吸上，經(jīng)換熱器預熱后打入某容器。已知泵的流量為 1000kg/h，加熱器的傳熱速率為 ，管路的散熱速率為 ，泵的有效功率為 。設地面與容器水面的高度不變，求水進入容器時的溫度。 化工過程開發(fā)與設計 無化學反應過程的能量衡算 解 方法一 （ 1）求水的內(nèi)能增加值 /kg = （ 2）求水溫 ℃ 圖 例 ? ? 443 ??????????? U 34 ?????t化工過程開發(fā)與設計 無化學反應過程的能量衡算 方法二： （ 1）求水的吸熱速率 水的吸熱速率： kW （ 2）求水溫 ℃ ? ? 33 ??????Q 0 360 34 ??? ????t化工過程開發(fā)與設計 無化學反應過程的能量衡算 例題 [] 甲醇蒸氣離合成設備時的溫度為 450 ℃ ，經(jīng)廢熱鍋爐冷卻。廢熱鍋爐產(chǎn)生 MPa飽和蒸汽。已知進水溫度 20 ℃ ，壓力 MPa。進料水與甲醇的摩爾比為。假設鍋爐是絕熱操作，求甲醇的出口溫度。其中，CH3OH(汽 )在 450~300 ℃ 的熱容可按下式計算： Cp = （ + 102 T）（ J／（ molK ）） 化工過程開發(fā)與設計 無化學反應過程的能量衡算 解 基準：物料： 1molCH3OH， 條件： H2O（液） 0℃ ， CH3OH(汽 )450℃ T 1 = 602 K = 329 ℃ ， T 2 = 1 019 K 圖 例題 化工過程開發(fā)與設計 無化學反應過程的能量衡算 例 在鹽酸生產(chǎn)過程中，如果用 100℃HCl （ g）和25℃H2O （ l）生產(chǎn) 40℃ 、 25％（質量分數(shù)）的 HCl水溶液1000kg/h，試計算吸收裝置中應加入或移走多少熱量。 解 基準： 1000kg/h、 25％（質量分數(shù)）的 HCl水溶液 （ kmol/h） （ kmol/h） 1000 ( ) H C l???21000 ( ) 18nq H O?化工過程開發(fā)與設計 無化學反應過程的能量衡算 （ kJ） 圖 鹽酸吸收過程的能量恒算示意圖 ,( ) ( )n i i n i iQ q H q H? ? ? ? ??? ，出 進? ? 53 ?????????化工過程開發(fā)與設計 反應過程的能量衡算 例 [] 已知 H2O（ l）的 △ rHm? （ K） = kJ／ mol， 25 ℃ 、 kPa下水的蒸發(fā)焓△ vapHm*= kJ／ mol，求H2O（ g）的△ rHm?（ K）。 化工過程開發(fā)與設計 反應過程的能量衡算 解 H2（ g） + O2（ g） → H2O（ l）， △ rHm?（ K） = kJ／ mol H2O（ l） → H2O（ g）， △ vap Hm* = kJ／ mol H2（ g） + O2（ g） → H2O（ g） △ rHm? (H2O， g， )= △ Hm? (H2O， l， ) + △ vap Hm*= + = kJ／ mol 化工過程開發(fā)與設計 反應過程的能量衡算 例題 [] 利用化合物的標準摩爾生成焓△ fHm?數(shù)據(jù)，計算下列反應的標準摩爾焓變△ rHm?。
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