第02章質(zhì)量衡算與能量衡算-wenkub.com
2025-01-13 15:30 本頁面
【正文】 試計算： （ 1）若冷卻水的溫度只升高了 10℃ ，冷卻水的流量為多少？ （ 2）這些冷卻水進入河流后，河水的溫度將變化多少？ ？ ？ 1700MW LOGO 解：（ 1）以冷卻水為衡算對象 mq則冷卻水熱量的變化率為 6170 0 418 4 10mq? ? ? ?361700 10 k g / s4184 10mq ??? －＝＝水的密度為 1000kg/m3，故水的體積流量為 m3/s。 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 LOGO 3ddV p V p pTq c T q c T V ct? ? ???3ddVVTtq T T? ?邊界條件： 10t ?1 15T ?2 35T ?350 1550 dd5 100t TtT? ??? 15100ln10 ????t℃ ℃ h tt ?2 P F q0H H E? ? ???F P qH H E?? LOGO 【 例 4】 燃煤發(fā)電廠將煤的化學能的三分之一轉(zhuǎn)化為電能，輸出電能1000MW。 當物料離開系統(tǒng)時的溫度 低于飽和溫度時 ， P F 2 1()m m m pH H q H H q r q c T? ? ? ? ? ???物料經(jīng)過系統(tǒng) 放出潛熱時， r為負值！ LOGO Q Vq【 例題 3】 一污水池內(nèi)有 50m3的污水，溫度為 15℃ ，為加速消化過程，需將其加熱到 35℃ 。 LOGO 373K飽和水的焓： 353K的液體： 輸入 系統(tǒng)的物料的焓值包括： 設飽和水蒸氣用量為 G kg/h，查得 373K的飽和水蒸氣的焓為 2677 kJ/kg，飽和水的焓為 kJ/kg GHF 2677)273298( ??????P 1000 ( 353 273 ) 418. 68HG? ? ? ? ?? GH P )273353( ?????? F1000 ( 298 273 ) 2677? ? ? ? ?? GH F 2677)273298( ??????輸出 系統(tǒng)的物料的焓值包括： GH P )273353( ?????? q=－ 10 000 kJ/h PFH H q????解得 G＝ kg/h 飽和水蒸氣的焓： 298K的液體： 飽和水蒸氣的焓 298K的液體 353K的液體 373K飽和水的焓 LOGO 開放系統(tǒng)中穩(wěn)定狀態(tài)下能量變化率的計算： 的能量為當只有一種物料流經(jīng)系統(tǒng)輸入或輸出熱量時，因物料進入系統(tǒng)而 輸入 PFH H q????P2mH q H??因物料離開系統(tǒng)所 輸出 的能量為 F1mH q H?式中： —— 通過系統(tǒng)的物料的質(zhì)量流量， kg/h 或 kg/s ； 1 H —— 單位質(zhì)量物料進入系統(tǒng)時的焓， kJ/kg ； 2 H —— 單位質(zhì)量物料離開系統(tǒng)時的焓， kJ/kg 。飽和水蒸氣冷凝放熱后以 373 K的飽和水排出。h 水中能量的變化為 TmcE pQ ??＝ 20 1 （ 65－ 15）＝ 4180 kJ QEQ?輸入的能量等于水中能量的變化 水 t?＝ h 解：以熱水器中水所占的體積為衡算系統(tǒng)， 為封閉系統(tǒng) 。在給定的過程中，能量會發(fā)生形式上的改變 WQ1EE 2E—— 開放系統(tǒng) —— 封閉系統(tǒng) 能量輸入輸出的方式： （ 2）只有能量可以穿越邊界（熱和功） LOGO 任何系統(tǒng)經(jīng)過某一過程時，其內(nèi)部能量的變化等于該系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱量與它對外所作的功之差，即 E Q W? ? ?物料從外界吸收的熱量 物料 對外界所作的功 系統(tǒng)內(nèi)部物料能量的變化 對于物料系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化量 ： LOGO P F qH H E q? ? ???單位時間 輸出 系統(tǒng)的物料的焓值總和，即 物料帶出 的能量總和 單位時間 輸入系統(tǒng)的物料的焓值總和，即物料帶入 的能量總和 單位時間 系統(tǒng)內(nèi)能量的積累 單位時間 環(huán)境輸入系統(tǒng)的熱量，即系統(tǒng)的吸熱量 單位時間系統(tǒng)物料總能量的變化值： 熱量衡算方程 LOGO 物質(zhì)的焓定義為 H e p???焓值是溫度與物態(tài)的函數(shù)，因此進行衡算時除選取時間基準外，還需要選取物態(tài)與溫度基準，通常以 27
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