化工設計物料和能量衡算(參考版)
2025-01-03 14:55本頁面
【正文】 化工生產(chǎn)中的載熱體 第四節(jié) 計算機在物料衡算與 能量衡算中的應用 ? 一、流程模擬軟件 ? (一 )aspenONE 工程與創(chuàng)新解決方案 ? (二 )PRO/Ⅱ ? (三 )VMGSim； VMGThermo ? (四 )Chem CAD ? (五 )ECSS工程化學模擬系統(tǒng) 化工之星 二、用 Chem CAD進行物料衡算與能量衡算 ? (一 ) Chem CAD簡介 ? ChemCAD的程序界面 ChemCAD的的運行環(huán)境和文件管理 (二 )用 Chem CAD進行物料衡算與能量衡算 初定工藝方案，進行必要的設置 壓縮空氣鄰二甲苯反應器排放處理分離器廢棄物產(chǎn)品能量預熱(二 )用 Chem CAD進行物料衡算與能量衡算 ? 初定工藝方案，進行必要的設置 壓縮空氣鄰二甲苯反應器排放處理分離器廢棄物產(chǎn)品能量預熱? 繪制過程流程圖 1243671 0124581 6561 5791 01 43空 氣鄰 二 甲 苯空 氣 預 熱反 應 器風 冷苯 酐馬 來 酸 溶 液馬 來 酸 洗 脫排 空? 定義系統(tǒng)物料組成和熱力學方法 ? 定義流股和設備 ? 運行模擬和模擬結果 ChemCAD計算輸出結果 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 。對非反應物質(zhì)另選適當?shù)臏囟然鶞省? 2） 由標準燃燒熱計算標準反應熱 根據(jù)蓋斯定律 ——化學反應熱只決定于物質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，與過程的途徑無關，則： △ Hr= ∑ 反應物 ui（ △ Hc ） － ∑ 生成物 ui （ △ Hc ） 化學反應過程的熱量衡算 把前述化工過程，加入有化學反應的焓差同前一起計算即可。 規(guī)定在標準態(tài)下（ 1atm、 25℃ ）處于穩(wěn)定狀態(tài)的單質(zhì) △ Hf=0 2） 由標準生成熱計算標準反應熱 △ Hr 根據(jù)蓋斯定律 ——化學反應熱只決定于物質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，與過程的途徑無關，則： △ Hr= ∑生成物 ui（ △ Hf ） － ∑反應物 ui （ △ Hf） 由標準燃燒熱 △ Hc計算標準反應熱 △ Hr 1） 標準燃燒熱 △ Hc 在 1atm、 25℃ 各種處于穩(wěn)定狀態(tài)的物質(zhì)進行燃燒反應生成燃燒產(chǎn)物時的焓變。 根據(jù)熱力學第一定律，若過程進行時只做膨脹功，則 △ Hr就是恒壓熱，即 Qp=△ Hr 注意：一定的 △ Hr值是對一定的反應式而言的。為了使反應溫度得到控制，必須自反應體系排走或向反應供給熱量，即反應器也須有供給或冷卻用的換熱設備，這些都需進行反應過程的熱量衡算。 途經(jīng)各個階段的類型有 5種，即 ： 恒 T 時 P 的變化 恒 P 時 T 的變化 恒 T 恒 P時相態(tài) 的變化 兩物質(zhì)在恒 T 恒 P時混合和分離 恒 T 恒 P時的反應過程 前 4種已學（無相變、有相變、混合熱等的計算）下面重點講反應過程的熱量衡算。 一）無化學反應過程的熱量衡算 無化學反應過程的能量衡算，一般指進出過程物料的 焓差 ——熱量衡算 。 ⑤ 當生產(chǎn)過程及物料組成較復雜時，可以列出熱量衡算表。同時相態(tài)的確定也是很重要的。這是人為選定的計算基準，即輸入體系的熱量和由體系輸出的熱量應該有同一的比較基準，可選 0 ℃ （ 273K ）、 25℃（ 298K ）或其它溫度作為基準溫度。 ② 在物料流程框圖上標明已知溫度、壓力、相態(tài)等條件，并查出或計算出每個物料組分的焓值，于圖上注明。 Q=△ H= H2－ H1（敞開體系） 或 Q= △ U= U2 － U1（封閉體系） 由于實際應用時，進出設備的物料不止一個，因此： Q= ∑ H2 － ∑ H1 熱量衡算（化工中的能量衡算） 熱量衡算式 一般化工過程的能量衡算指 熱量衡算 （無外功 W=0）： Q=△ H= H2－ H1（敞開體系） Q= ∑ H2 － ∑ H1 熱量衡算的基本方法和步驟 ① 建立以單位時間為基準的物料流程圖（或平衡表）。 更多化工過程中如反應器、蒸餾塔、蒸發(fā)器、換熱器等中，功、動能、位能變化較之傳熱、內(nèi)能和焓的變化，是可以忽略。故 總能量衡算變?yōu)闄C械能衡算 。 間歇過程無流動功， △（ pv） =0 則能量衡算式為 : △ U+ △ Ek+ △ Ep=Q+W
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