物料衡算及熱量

物料衡算及熱量第1頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)、物料衡算一、物料衡算的任務(wù)和作用二、物料衡算的依據(jù)三、物料衡算的方法與步驟第2頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日一、物料衡算的任務(wù)和作用1、任務(wù)2、作用第3頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1、任務(wù)（1）確定每股物料的數(shù)量、組成和相互比例關(guān)系（2）確定每股物料在物理或化學(xué)變化過(guò)程中相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的定量關(guān)系包括單元操作的物料衡算和全流程的物料衡算第4頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2、作用（1）計(jì)算出所需原材料、副產(chǎn)品、三廢的量（2）計(jì)算出消耗定額，為能量恒算提供依據(jù)（3）為設(shè)備選型提供依據(jù)第5頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日二、物料衡算的依據(jù)能量守恒定律：

∑F=∑D+∑W進(jìn)料量累積量出料量與損耗量第6頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日三、物料衡算的方法與步驟1、方法2、計(jì)算基準(zhǔn)3、步驟4、計(jì)算方法第7頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1、方法（1）中間步驟少時(shí)（2）中間步驟多時(shí)（3）產(chǎn)品太大、中間步驟多時(shí)第8頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日（1）中間步驟少時(shí)年產(chǎn)量原料量中間產(chǎn)品量三廢生成量從前往后算第9頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日（2）中間步驟多時(shí)年產(chǎn)量原料量中間產(chǎn)品量三廢生成量從后往前算第10頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日（3）產(chǎn)品太大、中間步驟多時(shí)100kg或100kmol原料中間產(chǎn)品年產(chǎn)量設(shè)計(jì)產(chǎn)量倍數(shù)設(shè)計(jì)中間產(chǎn)品量設(shè)計(jì)三廢生成量三廢生成量設(shè)計(jì)原料量從前往后算，一再比較法第11頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2、計(jì)算基準(zhǔn)有化學(xué)變化：以重量為基準(zhǔn)無(wú)化學(xué)變化：以分子數(shù)為基準(zhǔn)連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程：千克/小時(shí)間隙生產(chǎn)過(guò)程：千克/釜（千克/批）第12頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日3、步驟（1）畫出流程示意圖（2）寫出主、副化學(xué)反應(yīng)式（3）確定計(jì)算任務(wù)（4）收集數(shù)據(jù)資料（5）選定計(jì)算基準(zhǔn)（6）展開計(jì)算（7）校核與整理計(jì)算結(jié)果（8）繪制物料流程圖、編寫物料平衡表中心內(nèi)容是物料的流動(dòng)及變化情況為了便于分析反應(yīng)過(guò)程特點(diǎn)為計(jì)算作準(zhǔn)備針對(duì)過(guò)程特點(diǎn)，選用合適的公式；分析數(shù)據(jù)資料，明確已知和待求數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)據(jù)：生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)時(shí)間有關(guān)定額、收率、轉(zhuǎn)化率等2.原料、助劑、中間產(chǎn)品的規(guī)格3.有關(guān)物理化學(xué)常數(shù)化工計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)，從年產(chǎn)量出發(fā)計(jì)算出年需要量和中間產(chǎn)品量、三廢生成量表示出物料在流程中的位置和相互關(guān)系第13頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日4、計(jì)算方法（1）選定計(jì)算基準(zhǔn)：kg/h（2）計(jì)算單位產(chǎn)量：?jiǎn)挝划a(chǎn)量=G/8000（3）計(jì)算單位聚合物量：?jiǎn)挝划a(chǎn)量ⅹ聚合物含量（4）計(jì)算純?cè)狭浚簡(jiǎn)挝划a(chǎn)量ⅹ消耗定額（5）計(jì)算聚合物總量：?jiǎn)挝痪酆衔锪?（1-聚合物損失率）（6）計(jì)算純?cè)狭浚壕酆衔锟偭?轉(zhuǎn)化率（7）計(jì)算所需原料量：純?cè)狭?原料純度（8）繪制物料流程圖第14頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)、熱量衡算

一、任務(wù)二、恒算依據(jù)三、單元設(shè)備的熱量恒算四、系統(tǒng)能量平衡第15頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日一、任務(wù)1、確定加熱劑和冷卻劑的用量2、計(jì)算由設(shè)備傳遞的熱量，為設(shè)備設(shè)計(jì)提供依據(jù)3、提高熱量應(yīng)用水平第16頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日二、恒算依據(jù)熱平衡方程：∑Q入=∑Q出+∑Q損第17頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日三、單元設(shè)備的熱量恒算1、寫出熱平衡方程式：

Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q62、收集數(shù)據(jù)：已知物料量、工藝條件、有關(guān)物性數(shù)據(jù)3、選定計(jì)算基準(zhǔn)：0℃或25℃4、擬訂計(jì)算程序5、各種熱量的計(jì)算6、傳熱劑用量計(jì)算7、設(shè)備傳熱面積計(jì)算8、熱量平衡表第18頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日熱平衡方程式Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6所處理的各股物料帶入設(shè)備的熱量由加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或物料的熱量各種熱效應(yīng)如化學(xué)反應(yīng)熱和溶解熱離開設(shè)備的各股物料帶走的熱量消耗在加熱設(shè)備上的熱量設(shè)備向外界散失的熱量第19頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日5、各種熱量的計(jì)算由加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或物料的熱量Q2：Q2=Q4+Q5+Q6+-Q1-Q3所處理的各股物料帶入設(shè)備的熱量Q1離開設(shè)備的各股物料帶走的熱量Q4Q=∑G·Cp·t各種熱效應(yīng)如化學(xué)反應(yīng)熱和溶解熱Q3Q3=Qp+Qn消耗在加熱設(shè)備上的熱量Q5Q5=∑G·C（Twk-Twh）設(shè)備向外界散失的熱量Q6：Q6=∑αT（tw2-t2）第20頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日6、傳熱劑用量計(jì)算（1）加熱劑用量計(jì)算（2）冷卻劑用量計(jì)算第21頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日（1）加熱劑用量計(jì)算①水蒸氣用量：D=Q2/（?H+C?t）②燃料用量：B=Q2/（ηTQT）③用電量：E=Q2/3600η第22頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日（2）冷卻劑用量計(jì)算W=Q2/C?t冷卻劑的熱容冷卻劑的進(jìn)、出口溫差第23頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日7、設(shè)備傳熱面積計(jì)算F=Q2/K⊿tm

傳熱系數(shù)平均溫差第24頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日8、熱量平衡表項(xiàng)目Q入(Kcal/hr)Q出(Kcal/hr)Q1……….Q3……….Q4……….Q5……….Q6……….Q2……….合計(jì)第25頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日四、系統(tǒng)能量平衡1、系統(tǒng)能量平衡的方法2、系統(tǒng)能量平衡的作用3、系統(tǒng)能量的合理運(yùn)用第26頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1、系統(tǒng)能量平衡的方法反應(yīng)器換熱器泵U1、T1、P1、V1、ν1U2、T2、P2、V2、ν2AsQZ1Z2ⅠⅡⅠⅡ第27頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日按熱力學(xué)第一定律，列出計(jì)算公式：有相變或化學(xué)變化時(shí)：當(dāng)與外界絕熱時(shí)：當(dāng)與外界無(wú)軸功交換時(shí)：第28頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2、系統(tǒng)能量平衡的作用（1）檢查能量的利用是否合理（2）列出動(dòng)力消耗綜合表第29頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期日動(dòng)力消耗綜合表序號(hào)動(dòng)力名稱規(guī)格每噸產(chǎn)品消耗定額每小時(shí)消耗量（單位）每晝夜消耗量（單位）每年消耗（單位）備注最大平均最大平均動(dòng)力消耗包括自來(lái)水