化工過(guò)程能量分析(參考版)
2025-01-01 18:08本頁(yè)面
【正文】 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 。在對(duì)裝備或過(guò)程進(jìn)行物料衡算和能量衡算的基礎(chǔ)上，確定出、入各系統(tǒng)的物流和能流的有效能值，由有效能平衡方程確定過(guò)程的有效能損失和有效能效率。 ? 缺陷在于只能確定過(guò)程的不可逆引起的損失功，但不能指出到底是哪種能的損失。能找到能量在數(shù)量上的損失，確定由于過(guò)程的不可逆引起的損失功的數(shù)量。 熵分析法（損失功法） ? 以熱一律和熱二律為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算裝備或過(guò)程的熵產(chǎn)生量以及理想功、損耗功，從而確定過(guò)程的熱力學(xué)效率。 ? ②從能量級(jí)別可知，能量不但有大小之分，還有品位的區(qū)別，能量衡算法只反映了能量數(shù)量的關(guān)系，沒(méi)有反映能量品位的高低。 ? 實(shí)質(zhì)是通過(guò)物料與能量的衡算分析能量轉(zhuǎn)化、利用及損失情況，確定過(guò)程進(jìn)、出的能量數(shù)量，求出能量利用率。熱力學(xué)分析成果是設(shè)備與系統(tǒng)最佳化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行全面技術(shù)分析的依據(jù)。能量回收及利用的好壞，直接體現(xiàn)了工藝流程及技術(shù)的先進(jìn)水平。 總結(jié) 過(guò)程能量分析及合理用能 ? 能量的有效利用是生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，很顯然，能耗增加將使產(chǎn)品成本增加。 ?經(jīng)不可逆過(guò)程的有效能的減少是絕對(duì)的，是不可逆轉(zhuǎn)化，能量中的無(wú)效能無(wú)論采用什么巧妙的方式也不能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉陀行堋? 四．應(yīng)用舉例 ? P128133， 例 5－ 13， 5－ 15自看 ?在有限的時(shí)空范圍內(nèi)，任何熱力學(xué)過(guò)程，系統(tǒng)的有效能和無(wú)效能的總和 守恒 。 該過(guò)程才能進(jìn)行。 XEXXEE??????∴ lElX X X XEE E E E? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ??1XlEXEE? ?????∵ ? 總有效能效率反映了有效能的利用率，是衡量過(guò)程熱力學(xué)完善性的量度，其實(shí)質(zhì)是反映了真實(shí)過(guò)程和理想過(guò)程的差距。 ∴ 0t sy s su rS S S? ? ? ? ? ?輸入體系有效能 = 輸出體系有效能 + 有效能損失 （ 565） 2 結(jié)論： ? ① 能量衡算是以熱一律為基礎(chǔ)，有效能衡算是以熱一、二定律為基礎(chǔ)； ? ② 能量守恒，但有效能不一定守恒。不可逆過(guò)程總是使有效能減少而無(wú)效能增加，在建立有效能衡算式時(shí)，應(yīng)附加一項(xiàng)有效能損失作為有效能的輸出項(xiàng)。即推動(dòng)力大， El大。 (558) ∴ Ｔ dSt=VdP dSt=(V/T)dP 由前知 El=ToΔS t ∴ dEl=T0dSt= T0 (V/T) dp （ 557） 結(jié)論： ｉ ) El∝ ΔP 壓力降； ⅱ) 穩(wěn)流過(guò)程的有效能損失是由于阻力引起的。 (E1) ? (E1) ? ⑴ 定義：不可逆過(guò)程中有效能的減少量 。 ? ΔS t（ ΔS 產(chǎn)生 ） ≥ 0 不可逆過(guò)程 =可逆過(guò)程 ? 有效能的方向和不可逆性 表現(xiàn)在： ① 當(dāng)過(guò)程是 可逆時(shí) ， 有效能 不會(huì)向 無(wú)效能轉(zhuǎn)化 ， 有效能的總量保持不變 。 (2)聯(lián)系 ? (B1)EX1＝ T0(S0S1)(H0H1) ? (B2)EX2＝ T0(S0S2)(H0H2) ? 有效能變化 ? ΔEX＝ EX2EX2=ΔHT0ΔS=Wid （ 553） 若 ΔEX0， Wid0 物系對(duì)外做功， EX=Wid ΔEX0， Wid0 物系接受功， EX=Wid 、電能和機(jī)械能的有效能 ? EX=W （ 548） EXQ ∵ 卡諾循環(huán)熱效率 00 1XQTTE Q Q Q??? ? ? ??????? 1QWcC? TTTTQ 012121 11 ?????⑴ 定義：傳遞的熱量，在給定的環(huán)境條件下，以可逆 方式所能做出的最大有用功。 ? EX＝ T0(S0Si)(H0Hi) （ 547） ? ? 理想功： Wid=ΔH T0ΔS=(H2H1)T0(S2S1) ? 有效能： EX=T0(S0S)(H0H) (1)有效能與理想功的 區(qū)別 : ? ⑴ 終態(tài)不一定相同 Wid:終態(tài)不定 EX:終態(tài)一定 （ 基態(tài)即環(huán)境狀態(tài) ） ? ⑵ 研究對(duì)象不同 ? Wid： 對(duì)兩個(gè)狀態(tài)而言 ， 與環(huán)境無(wú)關(guān) ， 可正可負(fù) 。 ? ⑵ 化學(xué)有效能：物系在環(huán)境的Ｔ 0、 Ｐ 0下 ， 由于組成與環(huán)境不同所具有的有效能 。 常用Ｔ 0、 Ｐ 0、 Ｈ 0、 Ｓ 0等表示 。 如大氣 、海洋 、 地殼等 。 ? ② 功 —— 可看作 100％ 的有效能 。 ? ⑵ 能量的表達(dá)形式 ? 對(duì)高質(zhì)能量 能量＝有效能 ? 對(duì)僵態(tài)能量 僵態(tài)能量＝無(wú)效能 ? 對(duì)低質(zhì)能量 低質(zhì)能量＝有效能＋無(wú)效能 注意點(diǎn) ? ① 有效能 —— “ 火 用 ” 、 “ 可用能 ” 、 “ 有用能 ” 、 “ 資用能 ” 。 2. 有效能與無(wú)效能 ? ⑴ ? 有效能：一定形式的能量 ， 可逆變化到給定環(huán)境狀態(tài)相平衡時(shí) ， 理論上所能作出的最大有用功 。 ? ⑶低質(zhì)能量：能部分轉(zhuǎn)化為有用功的能量。如電能 、 機(jī)械能 。 例如對(duì) 1kJ的熱和 1kJ的功，從熱力學(xué)第一定律看，它們的數(shù)量是相等的，但從熱力學(xué)第二定律考察，它們的質(zhì)量即作功能力是不相當(dāng)?shù)?，功的質(zhì)量（品位）高于熱。 ?要區(qū)別可逆軸功與理想功這兩個(gè)概念． 對(duì)絕熱過(guò)程 對(duì)不做軸功的過(guò)程 ZgSTHW id ???????? 20 21 ?cSRid WWW ??0?CW 0?SR SRid WW ? cid W?二 損失功 WL ? １ . 定義：體系完成相同狀態(tài)變化時(shí) ， 實(shí)際功和理想功的差值 ． ? 數(shù)學(xué)式： idacLWWW ??對(duì)穩(wěn)流體系 0idW T S H? ? ? ? ?HQW Sac ?????? 00L H Q H T S T S Q? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(543) ? 0 su rQ T S? ? ?? 0 0 0L sy s su r tW T S T S T S? ? ? ? ? ?(544a) 結(jié)論： tS?LW0TL 0?? tSLW 0?tS 0L acid WW ?1??idacWW?acid ?1??acid?（ 1） （ 2） （ 3）可逆過(guò)程 有關(guān) 與 有關(guān) 與 實(shí)際過(guò)程 對(duì)產(chǎn)功過(guò)程： 對(duì)耗功過(guò)程： WL=T0△ St 三 應(yīng)用舉例 ? （ P117P118 例 57 ）自看 同樣重量的 24K金子和 18K金子
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