物料衡算和能量衡算培訓(xùn)課程-閱讀頁(yè)
2025-03-20 14:25本頁(yè)面
【正文】 得到。 4)用泡點(diǎn)計(jì)算得到各板的溫度，故稱之為泡點(diǎn) (BP)法。 三對(duì)角線矩陣算法 二、流率加和求解法（ SR法） BP法與 SR法的算法特點(diǎn)及適用場(chǎng)合 ? BP法： 內(nèi)層泡點(diǎn)方程求溫度，外層熱量衡算求汽液流率， 適用于窄沸程的精餾； ? SR法： 內(nèi)層流率加和求汽液流率，外層熱量衡算求溫度， 適用于寬沸程的吸收。 全變量迭代法 關(guān)鍵點(diǎn)： （ 1）構(gòu)建 M方程剩余函數(shù) Mij； （ 2）構(gòu)建 H方程剩余函數(shù) Ej； （ 3）構(gòu)建汽相摩爾流率剩余函數(shù) Qij； （ 4）建立全塔剩余函數(shù)矩陣 ； （ 5）求出反映全塔變量和全塔剩余函數(shù)關(guān)系的雅可比矩陣 ； （ 6）用牛頓 拉夫森方法迭代求解全塔變量。 ? 重點(diǎn)和難點(diǎn)： ? 重點(diǎn) 掌握一個(gè)完整的化工過(guò)程的物料衡算的基準(zhǔn)和思路。 34 35 在一個(gè)車間（裝置）中物料的添加和分離比較頻繁，并且經(jīng)常伴隨著化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，部分產(chǎn)品的循環(huán)（如回流），物料衡算比較復(fù)雜。 ⑵ 寫出各單元的方程式和約束式 。 ⑷ 應(yīng)用單元模塊法求解聯(lián)立方程組。將估計(jì)值與計(jì)算值進(jìn)行比較，并重新假定一個(gè)估計(jì)值，一直計(jì)算到估計(jì)值與計(jì)算值之差在一定的誤差范圍內(nèi)。 一般方程式中以循環(huán)量作為未知數(shù)，應(yīng)用聯(lián)立方程的方法進(jìn)行求解。 ? 重點(diǎn)和難點(diǎn)： ? 重點(diǎn) 掌握兩種衡算方法的衡算基準(zhǔn)和計(jì)算方法。 37 第三章 物料衡算與能量衡算 38 第三章 物料衡算與能量衡算 能量衡算的基本概念 一、能量守恒定律 輸入能量 +生成能量 = 消耗能量 +積累能量 +輸出能量 二、能量衡算方程 Δ E = Q + W [能量輸入速率 ][能量輸出速率 ] =[能量積累速率 ] 39 第三章 物料衡算與能量衡算 q w T2 U p2 u2 T1 U2 p1 u1 Z Z2 U1 Z1 40 第三章 物料衡算與能量衡算 （ 2）封閉體系 = q + w 221 uZgU ?????（ 3）孤立體系 221 uZgU ?????= 0 穩(wěn)態(tài)過(guò)程的敞開(kāi)體系 221 uZgU ?????= q + w 41 第三章 物料衡算與能量衡算 三 、 能量衡算的一般方法 ⑴ 正確繪制系統(tǒng)示意圖 ， 標(biāo)明已知條件和物料狀態(tài)； ⑵ 確定各組分的熱力學(xué)數(shù)據(jù)； ⑶ 選擇計(jì)算基準(zhǔn) （ 大部分在物料衡算的基礎(chǔ)上進(jìn)行 ） ； 同時(shí) ， 還要選取熱力學(xué)函數(shù)的基準(zhǔn)態(tài) 。 42 第三章 物料衡算與能量衡算 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的能量衡算 一、反應(yīng)熱 在化學(xué)反應(yīng)中放出的熱量取決于反應(yīng)條件。 基準(zhǔn) 0rH?= kJ/mol 43 第三章 物料衡算與能量衡算 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)生成熱 0fH? 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 ， 由構(gòu)成組成的元素生成 1mol組分時(shí)的焓差 。 反之 ， 組分的生成熱也可以由反應(yīng)熱計(jì)算得到 。 ??0rH? Rjv? pjv ?? 0 , pjfH 0 , RjfH?標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱和生成熱之間的關(guān)系 45 第三章 物料衡算與能量衡算 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 0oH?? 組分和氧完全燃燒的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 ?? 0rH? Rjv? pjv ??0 , RjoH 0, pjoH?由燃燒熱計(jì)算反應(yīng)熱的一般表達(dá)式 : 46 第三章 物料衡算與能量衡算 二、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的能量衡算 簡(jiǎn)單化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的能量平衡： Q1+ Qr+ Qt = Q2 + Q損 物料的熱量用熱容的計(jì)算式為： )(? ?? TCFQ pii用熱焓計(jì)算式為： ? ??? ?, pThFQ ii第四節(jié) 計(jì)算機(jī)在物料衡算與能量衡算中的應(yīng)用 ? 教學(xué)內(nèi)容： 上機(jī)通過(guò)一個(gè)實(shí)例，了解流程模擬軟件的種類和功能，以及用 ChemCAD進(jìn)行物料衡算 和熱量衡算的步驟和方法。 難點(diǎn) 是設(shè)備、熱力學(xué)方法的定義，模擬反應(yīng)器的選擇和參數(shù)的輸入，以及換熱過(guò)程和分離過(guò)程的模型選擇和參數(shù)的
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