化工熱力學(xué)第六章化工過程能量分析-資料下載頁
2025-01-01 07:54本頁面
【正文】 閥 門兩端的壓差加大 ， 021?????? ? PPgdPTVSS， 熵產(chǎn)生增 思考： 結(jié)合化原的知識考慮實際生產(chǎn)中如何選擇合適的流速？ uAm ??， 流量 m 往往是生產(chǎn)上所需要的，不能改變 。 又 應(yīng)權(quán)衡能耗費和設(shè)備費的關(guān)系選擇合適的流速。 lg vv ?， 氣體節(jié)流要比液體節(jié)流的損耗功大。 LW因此，化工生產(chǎn)中應(yīng)盡量少用節(jié)流，以便減少無謂的功損耗。 （ 3） mvVW L ??，即功損耗正比于流體體積，由于 TW L 1?（ 4） ， 物系溫度 T 愈低， ?T損耗功愈大 ）（ ?LW溫度 T低的流體損耗功大 。 思考：當(dāng)制冷的溫度一定時，如何降低損耗功？ 損耗功 大，并 熵產(chǎn)生隨壓力差的增大而增加 ， 也隨之增加， 制冷過程應(yīng)選擇較低的流速。 傳熱過程的熱力學(xué)分析 2LT1HT1LT2HT 圖示為一逆流過程的換熱器，若將其看成一控制體，沒有 外功，忽略動、位能變化。由穩(wěn)流體系的熱力學(xué)第一定律知 ： 損QH ???0??? H， 若保溫很好，換熱器對環(huán)境散熱可忽略，則： 0?損Q0??????? LH HHH， 若將熱流體看成封閉的流體體系，忽略動、位能變化，由 熱力學(xué)第一定律 ： H H S HH Q W Q? ? ? ?焓變等于熱流體放出的熱量 同理，冷流體： LL QH ??焓變等于冷流體吸收的熱量 忽略了換熱器對環(huán)境的熱損失，則熱流體放出的熱量應(yīng) 等于冷流體吸收的熱量，即 ： Q LH ?? ，若熱流體入口為飽和水蒸汽，出口為 飽和水 出進TT ?即 HHHTTT ?? 21冷流體為某蒸汽的飽和液體入口，出口為飽和蒸汽 ， 則 ： LLLTTT ?? 21熱量作功能力： STHW id ???? 0)(0 TQTQ ?? )1( 0TTQ ??即高溫流體的理想功： )1( 0HHid TTQW ??低溫流體的理想功： )1( 0LLid TTQW ??LH TT ??，在 Q相同時，高溫流體作功能力大，因此 ， 傳熱過程的損耗功： LidHidL WWW ??)]1()1[( 00LH TTTTQ ????)( 00HL TTTTQ ?? QTTTT LHLH )(0 ??（傳熱時，高低溫流體溫度不變） （即單純的變溫過程） ， HT、 L用 熱力學(xué)平均溫度代替。一般流體： 1212lnTTTTT m??? ?常數(shù)?pmC QTTTT TW LmHmLmHmL )(0 ??過程傳熱熱力學(xué)分析： （ 1） 由推導(dǎo)公式過程可知，即使換熱器無散熱損失， 0?損Q， 熱量在數(shù)量上 完全收回 ，即熱流體放出的熱全部用 于冷流體的升溫，仍有功損耗 ， 0?LW， )0)(( ?? LmHm TT?。 （ 2） )( LmHmL TTW ??， 即當(dāng)環(huán)境溫度 0T， 傳熱 量 Q及傳熱溫度之積 ? ?LmHm TT ?一定時。損耗功與傳熱溫差成正比 。 （ 3） LmHmL TTW ??1， 當(dāng)傳熱量 Q一定時， LmHm TT ?越小， LW越大，由數(shù)學(xué)可證明。 當(dāng) )( LmHm TT ?越接近于零 LmHm TT ?最大 。 時 ， 思考： ，換熱器的冷熱流體溫差是否越小越好？ ？ HidLida WW??HidLHidWWW ??無溫差的傳熱過程，若無散熱損失： ， 1?a?但實際生產(chǎn)中 均為不可逆的有溫差傳熱 ： LidHid WW ?1?a?， 。 （ 4） 換熱過程的熱力學(xué)效率： 例 614 傳質(zhì)過程的熱力學(xué)分析： 圖 66 理想氣體等溫混合過程 1112nynn? ?2212nynn? ?理想氣體等溫混合過程 ?? ＋ SH Q W 0 0 因此， 0Q ?根據(jù)敞開體系穩(wěn)流過程熵平衡式，可得等溫混合過程的熵產(chǎn)生 ? ? ? ?g j j i i finoutjiS m S m S S? ? ? ? ???? ? ? ?1 1 2 2out in out inS S S S? ? ? ?????12SS? ? ? ?1212l n l ny P y Pn R n RPP? ?1 1 2 2l n l nn R y n R y? ? ?i若有 股氣體進行等溫混合，則上式變成 lng i iiS R n y? ? ? ?此混合過程的損耗功為 0 lnL i iiW T R n y?? ?對 1mol混合物，因每個組分 的摩爾數(shù)為 ，故有 iiy 0lnL i iiT R y y?? ?分離過程是混合過程的逆過程，分離過程的理想功為： 將 1mol理想氣體混合物分離成純物質(zhì)的理想功為： 0lnid i iW T R y y? ? ? ? 0lniiid se piW T R n y? ?式中： 為理想氣體混和物 組分的摩爾分數(shù)。 iy i例 615 分離 1kmol理想溶液的理想功為： ?? iiid xxRTW ln0若分離的為非理想溶液，混合時熱效應(yīng)為 mH?，則： ???????? ??? iiimid xxRTTTHW ?ln1 00 若分離的產(chǎn)品并不要求是純產(chǎn)品，而只要達到某一定的純度 或達到一定的濃度，則計算理想功可分兩步進行。 第一步，將原溶液分離成純組分，消耗功。 第二步，純組分按不同比例混合成最終產(chǎn)品。 兩步做功之和小于分離成純組分的功。 例 5616 試寫出如圖所示絕熱精餾塔操作過程損耗功的 計算式。圖中 f、 d與 b分別為原料、餾出物與殘液的流率。 、fh bbddf ShShS 、分別為原料、餾出物和殘液的比焓和比熵。 CQ為在冷凝溫度 CT下單位時間放出的熱量， RQ為在再沸溫度 度基本相同。 下單位時間輸入的熱量?？梢约俣?，原料、餾出物和殘液的溫 RT[解 ] 其損耗功為 gLSTW ?? 0（ A） ? ? ???????????????????CCRRfbd TQTQfsbsdsT0根據(jù)熱力學(xué)第一定律， 對于絕熱精餾塔， 0?LQ。按題意進料與出料溫度大致相同，又 都為液態(tài)，則有 bdf bhdhfh ??將式（ C）代入式（ B），得 ? ? ? ?0???? CRQ對精餾塔而言 RQ是吸熱量，取正號； 是放熱量，取負號， CQLCR QH ???? 精餾塔（ B） 因此 ? ? 0????? fbd fhbhdhH 精餾塔（ C） 因此有 CR ?（ D） 將式（ D）代入式（ A），得 ? ?? ? ?????????????RCRfbdL TTQTfsbsdsTW1100式中： fbd SSS 、和 RCTT 、都取決于物性（若再沸器和冷凝 器無傳熱溫差，則 RT為殘液 b的沸點， 為餾出物 d的沸點，基 CT本不變。 合理用能的基本原則 合理用能的總的原則是： 按質(zhì)用能，按需供能 。 ，防止能量的無償降級。 。 。 。 河北理工大學(xué) 化工系 化工熱力學(xué) 第三章 熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1