化工过程能量分析.pptx

文档介绍：2019/11/23本章内容§§§§: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。第2页/共58页2019/11/23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。第3页/共58页2019/11/23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。第4页/共58页2019/11/23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。化工热力学的任务第5页/共58页2019/11/23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。§/共58页2019/11/23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,可逆过程第8页/共58页2019/11/23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。第9页/共58页2019/11/23由于实际问题都是不可逆的,因此对于实际的产功过程所提供的功Ws<Wid;对于实际的耗功过程,消耗的功Ws>Wid。所以实际的生产过程就存在一个效率的问题。称为热力学效率。第10页/共58页