文档介绍：C6化工过程的能量分析之有效能分析
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2021
答辩：
导师：T
例 试计算以下三种状态下稳流过程水蒸气的 ，设
环境温度 为25℃。
能的。
2）、只有可逆过程， 才守恒。
①传热过程
传热过程在实际当中我们是经常碰到的，当两种温度不同的物质接触时，热量就会从高温物体向低温物体传递，传热过程中有效能的损失是存在的，它是由于存在温差而造成的。
低温物体吸收的热量的有效能为：
高温物体放出的热量的有效能为：
有效能损失为
由此可以看出：传热过程有效能损失是存在的，温差越大，则有效能损失越大。欲使有效能损失减少，需减小温差，因此，实际工业生产中，在满足工艺条件下，要尽量减小温差。
②稳流体系
u2≈0，gZ≈0，Q=0；Ws=0
对于管道流动，一般情况下，无热交换无轴功
H= 0
结论：⑴EL∝dP压力降
⑵稳流过程的有效能损失是由于阻力引起的
（1）能量损失
损失
2、两种效率
——第一定律效率和第二定律效率。
效率：
（1）、第一定律效率
以热力学第一定律为基础，用于确定过程总能量的利用率。
定义：
（2）
外部损失：体系向环境排出的能量中所包含的 损失。
内部损失：由体系内部各种不可逆因素造成的 损失。
二、两种损失和两种效率
1、两种损失：
可以是能量，能量差或能流。
、
第一定律效率在不同的过程中，形式不同。
a、用于蒸汽动力循环，收益是得到的轴功，消耗的是热量，
比例系数是热效率：
b、用于蒸汽压缩制冷上，系数为制冷系数：
c、用于吸收式制冷循环，系数为热力系数：
d、用于热泵，系数为制热系数：
e、传热过程：热效率：
优点：简单。
缺点：
它只反映过程所需要的能量
的数量上的利用情况，却
不反映不同质的能量的利用情况，即没有反映 的利用情况。
它不能作为衡量过程热力学完善性的指标。
如 ：
传热过程：热效率：
仅决定于
，若
，
，很显然，没有计入
传热过程不可逆因素即传热温差造成的 损失，
（2）、第二定律效率
以第一、第二定律为基础，用于确定过程 的利用率。
定义：
式中，
可以是火用，也可以是 差或 流。
、
定义：输出的 与输入的 之比
1）、普遍 效率
包括物流 、
热流 、功流
式中：
——输出的总的 量
——输入的总的 量
衡
算
显然：
要求普遍 效率，必须对进入体系的 进行 衡算。
当
即无 损失
，
有 损失
当
，
（2）、热力学效率：
产功：
耗功：
传热：
所以，上式写成：
由此可见：
与
相差越大，则
越小，
的利用率低。
完善性的量度。
因此，第二定律效率反映了 的利用率。是衡量过程热力学
对于可逆过程：
，则
；
不可逆过程：
，
。
三、热力学分析的基本方法汇总：
1、能量衡算法：
实质：通过物料与能量的衡算。确定过程的进出的能量。
求出能量利用率。应用热力学第一定律：
（能量守恒）
内容：
①、物料衡算和能量衡算：一般由单体设备到整个体系。
②、求总的输入的能量。
③、求被利用的能量。
④、求 。
⑤、分析结果找到能量损失的原因。
如果仅从能量的收益和付出的差别找节能方法，找出改进
的途径，应用此方法较多，但此方法的不足在于：
①、热力学第一定律方程说明各种能量可以互相转化，但
从第一定律效率（各种系数
等）上看，
、
、
、
热转化为功
是有限的。方程将热、功写在一起，并没有指出各种能量
转化的方向和限度。
②、能量衡算法只反映了能量数量的关系，没有反映能
量品位的高低。
③、热效率
、制冷系数
。制热系数
是两个不同品
位能量之比，所以比例系数计算中不同品位能量作比较是不
合理的。
④、此方法只能反映能量的损失，但不能指出能量损失
的原因，由热力学第一定律计算结果可能造成制定出舍本
求末的节能措施。
2、熵分析法：
实质：通过求熵产生：
。确定
内容：
①、物料和能量衡算。
损失和热力学效率。
②、对整个体系求理想功，熵产生及损耗功。
节能的部位），计算热力学效率。
③、分别计算每台设备的理想功
及
、
（以便找到
④、分析计算结果，找出损耗功的最大部位，造成损耗
功大的原因，确定改进方向。
优点：
可以指出：
大的地方能