化工热力学化工过程能量分析.ppt

文档介绍：§6-1热力学第一定律及其应用热力学第一定律即为能量守恒定律,它阐明了能量“量”的属性。人体的能量平衡热量平衡§6-2稳流系统的热力学第一定律开系的特点:①体系与环境有物质的交换。除有热功交换外,还包括物流输入和输出携带能量。任何系统能量平衡:进入系统的能量-离开系统的能量=系统内能量的积累稳流系统能量平衡:进入系统的能量-离开系统的能量=0图6-1稳定流动过程换热器透平机基准水平面III如图为一稳定流动过程:当只有一股物料流入和流出:流体带入的能量流体带出的能量0列出平衡方程:由焓的定义:则上式可写成:对单位质量流体:上两式为开系稳流过程的能量平衡式或称为开系稳流过程热力学第一定律数学表达式。则:)流体流经压缩机、透平机、鼓风机、泵等设备若设备散热很小,可近似看成绝热过程,则:即系统与环境交换的轴功等于系统的焓变。若知道工作流体通过设备时进、出口状态下的焓值,即可求得该设备的轴功。2)流体流经管道、换热器、吸收塔、精馏塔、混合器、反应器等设备(6-6)上式是冷凝器、蒸发器、冷却器等热负荷确定的依据,因此在进行设备设计中进行的热量衡算,严格的讲应称为焓衡算。3)流体流经节流阀或多孔塞当流体流经阀门或孔板等装置,(6-7)即节流过程为等焓流动4)流体流经蒸汽喷射泵及喷嘴⑴、喷管喷管:作用是通过流体获得高速,而压强下降。当出口流速﹤音速时,可用渐缩喷管:当入口流速﹤音速,当出口流速﹥音速时,用于拉法尔喷管:亚音速超音速(6-8)——称为绝热稳定流动方程式。流体流经喷射设备时,通过改变流动的截面积,将流体自身的焓转变为动能,从而获得较高的流速。(6-9)(2)扩压管:在流动方向上流速降低、压力增大的装置称为扩压管。根据此式(6-8)、(6-9)可计算流体终温、质量流速、出口截面积等,因此它是喷管和扩压管的设计依据。由热力学基本关系式可知过程的,但T≠0,所以因此可逆绝热稳流过程为等熵过程。例6-1~例6-55)柏努利方程不可压缩的流体在管道中的流动,若假设流体无粘性(无阻力,无摩擦),并且管道保温良好,流动过程中流体环境无热、无轴功的交换。(6-10)