化工过程的能量分析.ppt

文档介绍：第6章
化工过程的能量分析
2018/10/2
本章内容
§ 理想功和损耗功
§ 化工单元过程的热力学分析
§ 热力学分析方法
§ 合理用能
2018/10/2
化工生产涉及的能量主要有以下几种形式:
⑴热能:许多化工单元操作都消耗热能。如精馏、蒸发、干燥以及吸收剂或吸附剂的再生等。这些过程需要的热量通常利用燃料的燃烧的燃烧热。
⑵机械能:在物理学上称功。机械能主要用于流体的输送和压缩。消耗机械能的设备有泵、压缩机、鼓风机、真空泵等。
⑶电能:电能具有便于输送、调节、自动化等一系列优点,故广泛地应用于化工生产。化工厂电能主要用来提供机械能。。
⑷由于物质化学结构变化提供或消耗的能量称为化学能。放热的化学反应,由化学能转化为热能;吸热的化学反应,则由热能转化为化学能。
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能量不仅有数量,而且有质量(品位)。
功的品位高于热。
高级能量:
能够完全转化为功的能量,如机械能、电能、水力能和风能等;
低级能量:
不能完全转化为功的能量,如热能、焓等。
高温热源产生的热的品位比低温热源产生的热的品位高。
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热功转换的不等价性
功可以100%转变为热
热不可能100%转变为功。
热、功的不等价性正是热力学第二定律所表述的一个基本内容。
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化工过程的热力学分析
1、能量衡算。
2、分析能量品位的变化。
化工过程总是伴随着能量品位的降低。
一个效率较高的过程应该是能量品位降低较少的过程。
找出品位降低最多的薄弱环节,指出改造的方向。
化工热力学的任务
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理想功Wid:
指体系的状态变化以完全可逆过程实现时,理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功。
完全可逆是指:
(1)体系内所有的变化过程必须是可逆的.
(2)体系与温度为T0的环境进行热交换是可逆的。
理想功是一个理论的极限值,是实际功的比较标准。
§ 理想功和损耗功
2018/10/2
稳流过程的理想功

2018/10/2
理想功为可逆轴功和卡诺功之和
敞开体系稳流过程的熵平衡式,可逆过程
2018/10/2
根据热力学第一定律的表达式,敞开体系有
稳流过程的理想功只与状态变化有关,它仅取决于流体的初态和终态以及自然环境的温度T0。
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