物料和能量衡算概論(參考版)
2025-03-04 18:52本頁(yè)面
【正文】 第四節(jié) 計(jì)算機(jī)在物料衡算與 能量衡算中的應(yīng)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(xué)模擬系統(tǒng) 化工之星 二、用 Chem CAD進(jìn)行物料衡算與能量衡算 ? (一 ) Chem CAD簡(jiǎn)介 ? ChemCAD的程序界面 ChemCAD的的運(yùn)行環(huán)境和文件管理 (二 )用 Chem CAD進(jìn)行物料衡算與能量衡算 初定工藝方案，進(jìn)行必要的設(shè)置 壓縮空氣鄰二甲苯反應(yīng)器排放處理分離器廢棄物產(chǎn)品能量預(yù)熱 (二 )用 Chem CAD進(jìn)行物料衡算與能量衡算 ? 初定工藝方案，進(jìn)行必要的設(shè)置 壓縮空氣鄰二甲苯反應(yīng)器排放處理分離器廢棄物產(chǎn)品能量預(yù)熱 ? 繪制過(guò)程流程圖 1243671 0124581 6561 5791 01 43空 氣鄰 二 甲 苯空 氣 預(yù) 熱反 應(yīng) 器風(fēng) 冷苯 酐馬 來(lái) 酸 溶 液馬 來(lái) 酸 洗 脫排 空 ? 定義系統(tǒng)物料組成和熱力學(xué)方法 ? 定義流股和設(shè)備 ? 運(yùn)行模擬和模擬結(jié)果 ChemCAD計(jì)算輸出結(jié)果 演講完畢，謝謝觀看！ 。對(duì)非反應(yīng)物質(zhì)另選適當(dāng)?shù)臏囟然鶞?zhǔn)。 2） 由標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 根據(jù)蓋斯定律 ——化學(xué)反應(yīng)熱只決定于物質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，與過(guò)程的途徑無(wú)關(guān)，則： △ Hr= ∑ 反應(yīng)物 ui（ △ Hc ） － ∑ 生成物 ui （ △ Hc ） 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的熱量衡算 把前述化工過(guò)程，加入有化學(xué)反應(yīng)的焓差同前一起計(jì)算即可。 規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下（ 1atm、 25℃ ）處于穩(wěn)定狀態(tài)的單質(zhì) △ Hf=0 2） 由標(biāo)準(zhǔn)生成熱計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 △ Hr 根據(jù)蓋斯定律 ——化學(xué)反應(yīng)熱只決定于物質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，與過(guò)程的途徑無(wú)關(guān)，則： △ Hr= ∑生成物 ui（ △ Hf ） － ∑反應(yīng)物 ui （ △ Hf） 由標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 △ Hc計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 △ Hr 1） 標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 △ Hc 在 1atm、 25℃ 各種處于穩(wěn)定狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行燃燒反應(yīng)生成燃燒產(chǎn)物時(shí)的焓變。 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，若過(guò)程進(jìn)行時(shí)只做膨脹功，則 △ Hr就是恒壓熱，即 Qp=△ Hr 注意：一定的 △ Hr值是對(duì)一定的反應(yīng)式而言的。為了使反應(yīng)溫度得到控制，必須自反應(yīng)體系排走或向反應(yīng)供給熱量，即反應(yīng)器也須有供給或冷卻用的換熱設(shè)備，這些都需進(jìn)行反應(yīng)過(guò)程的熱量衡算。 途經(jīng)各個(gè)階段的類型有 5種，即 ： 恒 T 時(shí) P 的變化 恒 P 時(shí) T 的變化 恒 T 恒 P時(shí)相態(tài) 的變化 兩物質(zhì)在恒 T 恒 P時(shí)混合和分離 恒 T 恒 P時(shí)的反應(yīng)過(guò)程 前 4種已學(xué)（無(wú)相變、有相變、混合熱等的計(jì)算）下面重點(diǎn)講反應(yīng)過(guò)程的熱量衡算。 一）無(wú)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的熱量衡算 無(wú)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的能量衡算，一般指進(jìn)出過(guò)程物料的 焓差 —— 熱量衡算 。 ⑤ 當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程及物料組成較復(fù)雜時(shí)，可以列出熱量衡算表。同時(shí)相態(tài)的確定也是很重要的。這是人為選定的計(jì)算基準(zhǔn)，即輸入體系的熱量和由體系輸出的熱量應(yīng)該有同一的比較基準(zhǔn)，可選 0 ℃ （ 273K ）、 25℃（ 298K ）或其它溫度作為基準(zhǔn)溫度。 ② 在物料流程框圖上標(biāo)明已知溫度、壓力、相態(tài)等條件，并查出或計(jì)算出每個(gè)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(shí)際應(yīng)用時(shí)，進(jìn)出設(shè)備的物料不止一個(gè)，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(guò)程的能量衡算指 熱量衡算 （無(wú)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(shí)間為基準(zhǔn)的物料流程圖（或平衡表）。 更多化工過(guò)程中如反應(yīng)器、蒸餾塔、蒸發(fā)器、換熱器等中，功、動(dòng)能、位能變化較之傳熱、內(nèi)能和焓的變化，是可以忽略。故 總
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