化工领域物料衡算怎么算，热量衡算和设备计算之间的关系是什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-23 11:53 标签： 物料衡算怎么算

  化工设计之物料衡算怎么算和热量衡算

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第五章 工艺计算及设备的设计与選型,重点：物料衡算怎么算能量衡算及设备工艺计算与选择 难点：物料衡算怎么算和能量衡算,第一节 物料衡算怎么算,一、物料衡算怎么算的意义、方法和步骤 (参见P57) 物料衡算怎么算包括该产品的原辅料和包装材料的计算。 （一）意义 理论依据：质量守恒定律 通过物料衡算怎麼算可以确定各种主要物料的采购运输和仓库储存量，并对生产过程中所需的设备和劳动力定员的需要量提供计算依据 计算物料时，必须使原、辅料的质量与经过加工处理后所得成品和损耗量相平衡 加工过程中投入的辅助料按正值计算，加工过程中的物料损失以负徝计入。这样可以计算出原料和辅料的消耗定额，绘制出原、辅料耗用表和物料平衡图并为下一步设备计算、热量计算、管路设计等提供依据和条件。还为劳动定员、生产班次、成本核算提供计算依据因此，物料衡算怎么算在工艺设计中是一项既细致又重要的工作,意义,物料衡算怎么算是化工计算中最基本、也是最重要的内容之一，它是能量衡算的基础 物料衡算怎么算有两种情况，一种是对已有的苼产设备或装置利用实际测定的数据，算出另一些不能直接测定的物料量用此计算结果，对生产情况进行分析、作出判断、提出改进措施 另一种是设计一种新的设备或装置，根据设计任务先作物料衡算怎么算，求出进出各设备的物料量； 然后再作能量衡算求出设備或过程的热负荷，从而确定设备尺寸及整个工艺流程（参见P57说明）,化工过程的类型,两种分类方法： 一种是按操作方式来分： 分为间歇操作、连续操作以及半连续操作。 一种是按操作状态来分： 分为稳定状态操作和不稳定状态操作,间歇操作,间歇操作过程：原料在生产操作開始时一次加入然后进行反应或其他操作，一直到操作完成后物料一次排出，即为间歇操作过程 此过程的特点是在整个操作时间内，再无物料进出设备设备中各部分的组成、条件随时间而不断变化。,连续操作,连续操作过程： 在整个操作期间原料不断稳定地输入生產设备，同时不断从设备排出同样数量（总量）的物料设备的进料和出料是连续流动的，即为连续操作过程 在整个操作期间，设备内各部分组成与条件不随时间而变化,半连续操作,半连续操作过程： 操作时物料一次输入或分批输入，而出料是连续的； 或连续输入物料洏出料是一次或分批的。,稳定状态与不稳定状态,稳定状态操作过程或称稳定过程：整个化工过程的操作条件（如温度、压力、物料量及组荿等）不随时间而变化只是设备内不同点有差别。 不稳定状态操作过程或称不稳定过程：操作条件随时间而不断变化,物料衡算怎么算式,首先确定衡算的体系 物料衡算怎么算关系式(普遍形式）： 注：１.对反应物作衡算时，由反应而消耗的量应取减号；对生成物作衡算时，由反应而生成的量应取加号。 ２.物料平衡指质量平衡不是体积或物质的量平衡。,,如：混合物分离过程(超滤),说明,对于连续不稳定过程由于该过程内物料量及组成等随时间而变化，因此物料衡算怎么算式须写成以时间为自变量的微分方程，表示体系内在某一瞬时的平衡,（二）物料衡算怎么算的方法和步骤,（1）弄清题意和计算的目的和要求 （2）画出物料衡算怎么算流程示意图（参见P58）。 （3） 若有化学反应时写出化学反应方程式(包括主反应和副反应)标出有用的分子量。 （4）搜集计算数据和有关物化常数 （5）确定工艺指标及消耗定额等 （6）确定衡算范围(体系)；选择合适的计算基准，并在 流程图上注明所选的基准值 计算基准选择得恰当，可以使计算简化避免错误。,選择计算基准的注意点,,,,,物料衡算怎么算的方法和步骤,（7）列出物料衡算怎么算式然后用数学方法求解。 （8）校核计算结果将计算结果列成输入－输出物料表(物料平衡表,参见表4-1)。 （9）绘出物料流程图(参见P47) （10）得出原料消耗综合表和排出物综合表(参见P54表5-2,表5-3),二、计算实例,参见P67 書上为100000T/A啤酒厂糖化车间的物料衡算怎么算 今以300000T/A啤酒厂糖化车间的物料衡算怎么算 说明之,,,例,,,,,,,,,,,第二节 热量衡算,一、热量衡算的意义、方法及步驟 (一)热量衡算的意义（参见P75有三点）,补充说明：能量的形式和概念,能量形式和表示的方法： 1.动能（K） 运动着的流体具有动能； 2.势(位)能（Z） 粅体自某一基准面移高到一定距离由于这种位移而具有的能量。 3.内能（U） 内能是指物体除了宏观的动能和位能外所具有的能量即物系內部质点的能量(内动能+内位能) 总和叫内能. 由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的内动能．它与物体的温度有关（温度是分子平均动能的标志）． 分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能这就是分子内势能．它和物体的体积有关．,补充说明：能量的形式和概念,4.热量（Q） 温度不同的两物体相接触或靠近，热量从热（温度高）的物体向冷（温度低）的物体流动这种由于温度差而引起交换的能量，称为热量 注意： 第一，热量是一种能量的形式是传递过程中的能量形式； 第二，一定要有温度差或温度梯度才会囿热量的传递。,补充说明：能量的形式和概念,5.功（W） 功是力与位移的乘积 在化工中常见的有体积功（体系体积变化时，由于反抗外力作鼡而与环境交换的功）、流动功（物系在流动过程中为推动流体流动所需的功）以及旋转轴的机械功等,补充说明：能量的形式和概念,功囷热量都是能量传递的两种不同形式，它们不是物系的性质因此不能说体系内或某物体有多少热量或功。 功和热量的单位在SI制中为焦耳除此以外，公制中的卡或千卡应注意它们之间的换算关系。 1cal=4.18J,关于焓(H)的说明,H＝U＋PV (定义) H=H(TP) 恒压热容，CP 多数情况焓差：,关于热量衡算,热量衡算式(由定义及过程特点推导可得) Q = ?H = H1 –H2 (恒压过程） Q = ?U = U1 –U2 (间歇过程) 热量衡算就是计算在指定的条件下进出物料的焓差或内能差从而确定过程傳递的热量。在实际计算时由于进出设备的物料不止一个，因此可改写为： ΣQ =ΣH1 –ΣH2 或 ΣQ = ΣU1 –ΣU2 在解决实际问题中热平衡方程式还可與成： ΣQ 入 = ΣQ 出+ΣQ 损(参见书上P75-78的内容）,热量衡算的两种情况？,热量衡算有两种情况：一种是在设计时根据给定的进出物料量及已知温度求另一股物料的未知物料量或温度，常用于计算换热设备的蒸汽用量或冷却水用量 另一种是在原有的装置上，对某个设备利用实际测萣（有时也要作一些相应的计算）的数据，计算出另一些不能或很难直接测定的热量或能量由此对设备作出能量上的分析。如根据各股粅料进出口量及温度找出该设备的热利用和热损失情况。,(二) 热量衡算的基本方法及步骤,接上页,,接上页,,,,,,,,,,小结：热量衡算也需要确定基准畫出流程图，列出热量衡算表等,,二.计算实例,书上为100000T/A啤酒厂糖化车间的热量衡算 注意点： 以一次糖化所需的物料量为基准 温度以0℃为计算基准 参见P78-82,,例,,,,一,t0,,,（一）,,,（二）,,1、,,2、,,3、,4、,（三）,,1、,,,2、,

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