文档介绍：第五章化工过程的能量分析5化工过程的能量分析 ・
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♦ Ex衡算和Ex效率 ・ 本章目的运用热
力学第一、第二定律以及理想功、损失功、Ex等概念对化工过程中的能量转换、 传递、使用情况进行热力学分析，评价能量利用的有效性、合理性，揭示能量损失的 薄弱环节与原因，为工艺和能量使用的改进指明方向。本章基本要求1、掌握能 量平衡方程的形式及应用；2、掌握炳平衡方程的形式及应用；3、正确熟练地掌握理 想功、损失功和热力学效率的概念及计算;4、正确熟练地掌握Ex、Ex衡算、Ex效 率、Ex分析;5、了解系统Ex分析的基本方法。本章重点：1、稳流过程的能量平衡 方程;2、稳流过程的炳平衡方程;3、稳流过程理想功、损失功计算;4、稳流过程Ex 的计算、Ex效率;5、水蒸气和典型化工过程的Ex分析。本章难点：炳平衡方程;理 想功; 就是能量在数量上是守恒的基本形式为：△(体系的能量)+△(环境的能量)=0或△(体 系的能量匸-△(环境的能量)体系的能量的增加等于环境的能量的减少。在实际生 产中大都遇到两种体系，即敞开体系和封闭体系。：(限定质量体系)与 环境仅有能量交换，没有质量交换。体系内部是固定的。封闭体系是以固定的物质 为研究对象。:(限定容积体系)与环境有能量交换，也有质量交换。二. 能量平衡方程 1•一般形式 WsQ5m2 5mlPlVlulUlP2V2u2U2ZlZ
2(1)物料平衡方程:根据上式:得到ml-m2=m体系(2)能量平衡方程 进入体系的 能量-离开体系的能量=体系积累的能量进入体系的能量：微元体本身具有的能量 El 5ml环境对微元体所作的流动功P 1 V 1 8m 1环境传入的热量8Q环境对体 系所作的轴功6Ws离开体系的能量：微元体带出能量E28m2流体对环境所作的 流动功P2 V28m2体系积累的能量=d(mE)能量恒等式为：匾E 1 5m 1 +P 1 V 1 8m 1 +5Q +5Ws -E 2 8m 2 -P 2 V 2 8m 2 =d(mE) (A) 1 ) E-单位质量流体的总能量，它 包含有热力学 能、动能和位能。注意:gZuUE + + = 22 2) PV-流动功，表示单位质 量流体对环境 或环境对流体所作的功 功=力*距离=P*A*V/A=PV P 1 V 1 -输入流 动功，环境对体系作功P2V2-输出流动功，体系对环境作功。3)Ws-单位流体通过 机器时所作的轴功 可逆轴功J ? = 2 1 P P SR VdP W对于可逆总功 Ws V P V P PdV WVVR + ? = =fl 1 2 22 1 ()() 1 1 22 1 2 2 VP VP PdV VPVPWWsR?? =? ? = J Q d(PV)=PdV+VdP Uf + = ? = VdP PdV VPVPPVdVPVPl 1 2 22 2 1 1)(积分式？JJJJ? = ?? = VdPVdPPdVPdVWs 代入(A)式，整理，得至 U gZuUE + + = 2 2WH=U+PV