1、3.2 能量衡算能量衡算化工生產(chǎn)中，需要通過能量衡算解決的問題：化工生產(chǎn)中，需要通過能量衡算解決的問題： 確定物料輸送機(jī)械和其他操作機(jī)械所需確定物料輸送機(jī)械和其他操作機(jī)械所需功率功率。 確定各單元過程所需確定各單元過程所需熱量或冷量熱量或冷量及其及其傳遞速率傳遞速率。 化學(xué)反應(yīng)所需的化學(xué)反應(yīng)所需的放熱速率放熱速率和和供熱速率供熱速率。 做好做好余熱綜合利用余熱綜合利用。能量衡算的基本方程式能量衡算的基本方程式在物料衡算基礎(chǔ)上進(jìn)行能量衡算，能量衡算的步驟與物料衡算相同。在物料衡算基礎(chǔ)上進(jìn)行能量衡算，能量衡算的步驟與物料衡算相同。 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量衡算方程可寫為：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量衡

2、算方程可寫為： E=Q -W=Ek+Ep+ U E體系總能量的變化；體系總能量的變化； Q體系從環(huán)境中吸收的能量；體系從環(huán)境中吸收的能量； W體系對環(huán)境所作的功。體系對環(huán)境所作的功。 一一. 封閉體系的能量衡算方程封閉體系的能量衡算方程封閉體系特點(diǎn)：封閉體系特點(diǎn)：與環(huán)境只有能量交換，而無物質(zhì)交換，如與環(huán)境只有能量交換，而無物質(zhì)交換，如間歇間歇操作操作過程，體系物質(zhì)的過程，體系物質(zhì)的動(dòng)能、位能、壓力能無變化動(dòng)能、位能、壓力能無變化，則：，則： U = Q - W若體系與環(huán)境沒有功的交換，即若體系與環(huán)境沒有功的交換，即W = 0，則：，則：Q = U二二. 流動(dòng)體系的能量衡算方程流動(dòng)體系的能量衡算

3、方程物料連續(xù)通過邊界進(jìn)出物料連續(xù)通過邊界進(jìn)出能量輸入速率能量輸入速率-能量輸出速率能量輸出速率=能量積累速率能量積累速率連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)過程的總能量衡算方程為：連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)過程的總能量衡算方程為：sWQpvuzgU-=)(+21+2sWQuzgH-=21+2W = Wf +Ws，Wf為流動(dòng)功，為流動(dòng)功，Ws為軸功為軸功；三三. 熱量衡算式及說明熱量衡算式及說明 熱量衡算式熱量衡算式 在反應(yīng)器、蒸餾塔、蒸發(fā)器、換熱器等化工設(shè)備中，在反應(yīng)器、蒸餾塔、蒸發(fā)器、換熱器等化工設(shè)備中，W、 Ek、 EP與與Q、 U和和 H的相比，可以忽略。的相比，可以忽略?？偰芰亢馑闶綖椋嚎偰芰亢馑闶綖椋?封閉體系封閉體系

4、Q = U 敞開體系敞開體系 Q = H 對這些設(shè)備做能量衡算的實(shí)質(zhì)就是進(jìn)行熱量衡算。對這些設(shè)備做能量衡算的實(shí)質(zhì)就是進(jìn)行熱量衡算。 連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)體系的熱量衡算：連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)體系的熱量衡算： Q = (niHi)out (njHj)in進(jìn)出系統(tǒng)的物料往往不止一股，熱量的交換也有多處，這時(shí)進(jìn)出系統(tǒng)的物料往往不止一股，熱量的交換也有多處，這時(shí)熱量平衡方程式可寫成：熱量平衡方程式可寫成： Q = H2 H1 或或 Q = U2 U1Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7式中式中 Q1物料帶入熱；物料帶入熱；Q2過程過程放出的熱放出的熱，包括，包括反應(yīng)放熱、冷凝放熱、溶解放熱反應(yīng)放熱、冷凝放熱、溶解放熱等等；等等

5、；Q3從加熱介質(zhì)獲得的熱；從加熱介質(zhì)獲得的熱；Q4物料帶出熱；物料帶出熱；Q5冷卻介質(zhì)帶出的熱；冷卻介質(zhì)帶出的熱；Q6過程過程吸收的熱吸收的熱，包括，包括反應(yīng)吸熱、氣化吸熱、溶解吸熱反應(yīng)吸熱、氣化吸熱、溶解吸熱等等；等等；Q7熱損失。熱損失。實(shí)際計(jì)算時(shí)，還常使用下式：實(shí)際計(jì)算時(shí)，還常使用下式： Qin = Qout例題：例題： 兩種組成不同的煤氣在預(yù)熱器中混合。并從兩種組成不同的煤氣在預(yù)熱器中混合。并從25加熱到加熱到127，以供燃燒爐使用。兩種煤氣的流量分別為以供燃燒爐使用。兩種煤氣的流量分別為0.4kmol/s和和0.1kmol/s。預(yù)熱器的熱損失為預(yù)熱器的熱損失為150kJ/s。試計(jì)算預(yù)

6、熱器應(yīng)提供的熱量。試計(jì)算預(yù)熱器應(yīng)提供的熱量。 計(jì)算中煤氣的焓取下列數(shù)值：計(jì)算中煤氣的焓取下列數(shù)值： 25時(shí)，第一種煤氣為時(shí)，第一種煤氣為765kJkmol；第二種煤氣為；第二種煤氣為846kJkmol。 127時(shí)，混合煤氣的焓值為時(shí)，混合煤氣的焓值為3640kJkmol。 解：解： 以以1s為計(jì)算基準(zhǔn)。根據(jù)公式：為計(jì)算基準(zhǔn)。根據(jù)公式： ()()-injjoutiiHnHnQ =kJQQQQ150提供損提供kJkJHout18203640) 1 . 04 . 0(kJkJHin6 .390)8461 . 07654 . 0(kJkJkJQ6 .3901820150提供kJQ4 .1579提供四四

7、. 熱量的熱量的計(jì)算方法計(jì)算方法 (1)等壓等壓條件下條件下 在在沒有化學(xué)反應(yīng)沒有化學(xué)反應(yīng)和和聚集狀態(tài)變化聚集狀態(tài)變化時(shí)，物質(zhì)溫度從時(shí)，物質(zhì)溫度從Tl變化到變化到T2時(shí)，時(shí)，過程放出或吸收的熱按下式計(jì)算：過程放出或吸收的熱按下式計(jì)算： 21,=TTmpdTCnQ21=TTpdTcmQ Q也可以用也可以用T1T2溫度范圍的平均摩爾熱容計(jì)算出來，計(jì)算式為：溫度范圍的平均摩爾熱容計(jì)算出來，計(jì)算式為：)(12,TTCnQmp)(12TTcmQp (2)通過計(jì)算通過計(jì)算過程的焓變過程的焓變求過程放出或吸收的熱求過程放出或吸收的熱 根據(jù)根據(jù)QH，如果能求出過程的焓變，則，如果能求出過程的焓變，則Q可求得。

8、可求得。五五. 熱量衡算的熱量衡算的基準(zhǔn)和步驟基準(zhǔn)和步驟 （1）基準(zhǔn)：）基準(zhǔn)： 包括兩方面：包括兩方面： 一是一是數(shù)量數(shù)量上，常用設(shè)備的小時(shí)進(jìn)料量進(jìn)行計(jì)算；上，常用設(shè)備的小時(shí)進(jìn)料量進(jìn)行計(jì)算； 二是二是焓沒有絕對值焓沒有絕對值，所查的數(shù)據(jù)往往是來自不同基準(zhǔn)態(tài)的，故，所查的數(shù)據(jù)往往是來自不同基準(zhǔn)態(tài)的，故必須指定。必須指定。 基準(zhǔn)態(tài)可以任意規(guī)定，不同物料可使用不同的基準(zhǔn)，但對基準(zhǔn)態(tài)可以任意規(guī)定，不同物料可使用不同的基準(zhǔn)，但對同一同一種物料只能用一個(gè)基準(zhǔn)。種物料只能用一個(gè)基準(zhǔn)。 熱量衡算的步驟熱量衡算的步驟 建立單位時(shí)間為基準(zhǔn)的建立單位時(shí)間為基準(zhǔn)的物料流程圖或物料平衡表物料流程圖或物料平衡表。選定選定

9、計(jì)算基準(zhǔn)溫度和計(jì)算相態(tài)計(jì)算基準(zhǔn)溫度和計(jì)算相態(tài)：可選：可選0(273K)、25(298K)或其他溫度作為基準(zhǔn)溫度?；蚱渌麥囟茸鳛榛鶞?zhǔn)溫度。在物料流程圖上標(biāo)明已知溫度、壓力、相態(tài)等條件，查出或在物料流程圖上標(biāo)明已知溫度、壓力、相態(tài)等條件，查出或計(jì)算計(jì)算每個(gè)物料的焓值，標(biāo)注在圖上每個(gè)物料的焓值，標(biāo)注在圖上。 列出列出熱量衡算式熱量衡算式，用數(shù)學(xué)方法求解。，用數(shù)學(xué)方法求解。 當(dāng)生產(chǎn)過程及物料組成較復(fù)雜時(shí)，可列出當(dāng)生產(chǎn)過程及物料組成較復(fù)雜時(shí)，可列出熱量衡算表熱量衡算表。 畫出系統(tǒng)標(biāo)有物流特性的流程簡圖畫出系統(tǒng)標(biāo)有物流特性的流程簡圖 如進(jìn)出系統(tǒng)的物料流量及組成未知，則首先應(yīng)進(jìn)行物料衡算如進(jìn)出系統(tǒng)的物料流量

10、及組成未知，則首先應(yīng)進(jìn)行物料衡算 選取熱量衡算的基準(zhǔn)溫度選取熱量衡算的基準(zhǔn)溫度 計(jì)算物料的焓值計(jì)算物料的焓值 列出熱量衡算表列出熱量衡算表列出熱量衡算式并進(jìn)行求解列出熱量衡算式并進(jìn)行求解 六六. 熱量衡算中使用的基本數(shù)據(jù)熱量衡算中使用的基本數(shù)據(jù) 1、熱容、熱容 2、焓、焓 3、汽化熱、汽化熱 4、反應(yīng)熱、反應(yīng)熱1. 熱容熱容(1)熱容與溫度熱容與溫度的關(guān)系的關(guān)系 熱容熱容是是給定條件下，系統(tǒng)每升高給定條件下，系統(tǒng)每升高1K所吸收的熱所吸收的熱。隨溫度。隨溫度而變。根據(jù)過程不同，用分為而變。根據(jù)過程不同，用分為等壓熱容等壓熱容和和等容熱容等容熱容。 描述定壓熱容描述定壓熱容Cp與溫度之間的關(guān)系一

11、般有與溫度之間的關(guān)系一般有三種三種方法：方法： 第一種第一種是在圖上描繪出是在圖上描繪出CpT關(guān)系曲線；關(guān)系曲線； 第二種第二種方法是把不同溫度下的方法是把不同溫度下的Cp列成表；列成表； 第三種第三種方法是用函數(shù)式表達(dá)方法是用函數(shù)式表達(dá)CpT關(guān)系。關(guān)系。 液體液體常用的常用的CpT關(guān)系有如下的函數(shù)形式關(guān)系有如下的函數(shù)形式: CpabT CpabTcT2dT3 氣體氣體常用的熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系式：常用的熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系式： CpabT CpabTcT2 CpabTcT2dT3 CpabTcT-2 (2)平均熱容平均熱容 在工程計(jì)算中，常使用物質(zhì)的平均定壓摩爾在工程計(jì)算中，常使用物質(zhì)的平均

12、定壓摩爾熱容熱容 ，使用，使用 數(shù)據(jù)可以計(jì)算出數(shù)據(jù)可以計(jì)算出Q的值而的值而不必進(jìn)行積分計(jì)算不必進(jìn)行積分計(jì)算，但準(zhǔn)確度比積分差但準(zhǔn)確度比積分差。 mpC,mpC, 例題：例題： 已知常壓下氣體甲烷已知常壓下氣體甲烷0t的平均定壓摩爾熱容數(shù)據(jù)如下：的平均定壓摩爾熱容數(shù)據(jù)如下： 試求常壓下甲烷在試求常壓下甲烷在200到到800溫度范圍的平均定壓摩爾熱容，溫度范圍的平均定壓摩爾熱容，并計(jì)算并計(jì)算15kmol甲烷在常壓下從甲烷在常壓下從800降溫到降溫到200所放出的熱量。所放出的熱量。解：假設(shè)如下熱力學(xué)途徑：解：假設(shè)如下熱力學(xué)途徑： 從從 表中查得，表中查得， 代入（代入（E）式得：）式得： 因此因此

13、 那么，那么，15kmol甲烷在常壓下從甲烷在常壓下從800降溫到降溫到200所放出的所放出的熱量為：熱量為：tCmp,)/(56.55,KkmolkJCmp )/(66.39,KkmolkJCmp3651666.3920056.55800600,mpC)/(86.60,KkmolkJCmp)(547740)200800(86.6015)(12,kJttCnQmp(3) 熱容與壓力熱容與壓力的關(guān)系的關(guān)系 壓力僅僅對壓力僅僅對真實(shí)氣體熱容的影響真實(shí)氣體熱容的影響比較明顯比較明顯。 各種真實(shí)氣體在溫度各種真實(shí)氣體在溫度T和壓力和壓力p時(shí)的熱容時(shí)的熱容Cp，與同樣溫度條件下，與同樣溫度條件下的理想氣

14、體熱容之差的理想氣體熱容之差 ，是和是和對比壓力對比壓力pr和對比溫度和對比溫度Tr有有關(guān)關(guān)的，也就是數(shù)值符合對應(yīng)狀態(tài)的，也就是數(shù)值符合對應(yīng)狀態(tài)原理。原理。)(ppCC (4)混合物的熱容混合物的熱容 a理想氣體混合物理想氣體混合物 因?yàn)槔硐霘怏w分子間沒有作用力，所以因?yàn)槔硐霘怏w分子間沒有作用力，所以混合物熱容按混合物熱容按分子組成加和的規(guī)律來分子組成加和的規(guī)律來計(jì)算，用下式表示：計(jì)算，用下式表示：piipCNC =piCiNpC 混合氣體中混合氣體中i組分的理想氣體定壓摩爾熱容組分的理想氣體定壓摩爾熱容 混合氣體的理想氣體定壓摩爾熱容混合氣體的理想氣體定壓摩爾熱容 i組分的摩爾分?jǐn)?shù)組分的摩爾

15、分?jǐn)?shù)b真實(shí)氣體混合物真實(shí)氣體混合物 求真實(shí)氣體混合物熱容時(shí)：求真實(shí)氣體混合物熱容時(shí)： 先求該混合氣體先求該混合氣體在同樣溫度下處于理想氣體時(shí)的熱容在同樣溫度下處于理想氣體時(shí)的熱容 ， 再根據(jù)混合氣體的再根據(jù)混合氣體的假臨界壓力假臨界壓力 和假臨界溫度和假臨界溫度 ，求得，求得混合氣體的混合氣體的對比壓力和對比溫度對比壓力和對比溫度， 在圖上查出在圖上查出 最后求得最后求得 Cp。)(ppCC pCcpcTc液體混合物液體混合物 一般工程計(jì)算常用一般工程計(jì)算常用加和法加和法來估算混合液體的熱容。來估算混合液體的熱容。 估算用的公式與理想氣體混合物熱容的加和公式相同，估算用的公式與理想氣體混合物熱

16、容的加和公式相同，即按即按組成加和組成加和。 (5) 熱容的單位熱容的單位 熱容的單位有兩類：熱容的單位有兩類： 一類是每一類是每lmol或每或每1kmol物質(zhì)溫度升高物質(zhì)溫度升高l所需要的熱量，所需要的熱量，稱為稱為摩爾熱容摩爾熱容，單位是，單位是kJ(molK)，kJ(kmolK)等。等。 另一類是每另一類是每1kg或每或每1g物質(zhì)溫度升高物質(zhì)溫度升高l所需要的熱量，所需要的熱量，通常稱為通常稱為比熱容比熱容，其單位是，其單位是kJ(kgK)、kJ(gK)等。等。2 焓焓(1)焓的數(shù)據(jù)的獲取焓的數(shù)據(jù)的獲取a理想氣體焓表理想氣體焓表 不同溫度下理想氣體與不同溫度下理想氣體與25理想氣體焓的差

17、值用理想氣體焓的差值用 表示，常用物質(zhì)的表示，常用物質(zhì)的 大都被計(jì)算出來，這些數(shù)據(jù)大都被計(jì)算出來，這些數(shù)據(jù)可以查可以查“常用物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)焓差數(shù)據(jù)表常用物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)焓差數(shù)據(jù)表”。 在使用時(shí)把兩個(gè)不同溫度在使用時(shí)把兩個(gè)不同溫度Tl和和T2下下 的相減，所的相減，所得差值是此物質(zhì)在得差值是此物質(zhì)在Tl和和T2的理想氣體狀態(tài)的焓差，的理想氣體狀態(tài)的焓差，并不需并不需要也不可能知道絕對數(shù)值要也不可能知道絕對數(shù)值。 )(298HHT)(298HHT)(298HHT b某些理想氣體焓的多項(xiàng)式某些理想氣體焓的多項(xiàng)式 c熱力學(xué)圖表熱力學(xué)圖表 如焓溫圖、壓焓圖、焓濃圖等，在熱衡算中，課使用這些熱力學(xué)如焓溫圖、壓焓圖、焓濃

18、圖等，在熱衡算中，課使用這些熱力學(xué)圖表查出不同溫度、不同壓力條件下氣體或液體的焓值。圖表查出不同溫度、不同壓力條件下氣體或液體的焓值。 d飽和蒸汽物性參數(shù)表飽和蒸汽物性參數(shù)表 從飽和蒸汽物性參數(shù)表中，可以查到不同溫度的飽和蒸汽焓值；從飽和蒸汽物性參數(shù)表中，可以查到不同溫度的飽和蒸汽焓值； 使用時(shí)只需使用時(shí)只需注意焓值的基準(zhǔn)態(tài)注意焓值的基準(zhǔn)態(tài)就可以了。就可以了。(2)普遍化焓差圖普遍化焓差圖 普遍焓差圖是根據(jù)普遍焓差圖是根據(jù)對應(yīng)狀態(tài)原理對應(yīng)狀態(tài)原理得到的?？傻玫降??？蛇m用于適用于任何氣體任何氣體。 只要知道了該物質(zhì)的只要知道了該物質(zhì)的Tc、pc，就可以求出各溫度、，就可以求出各溫度、壓力下的對比

19、壓力壓力下的對比壓力pr和對比溫度和對比溫度Tr，從縱坐標(biāo)可讀，從縱坐標(biāo)可讀出出(HoH)Tc的值，然后的值，然后(HoH)便可計(jì)算出來。便可計(jì)算出來。 當(dāng)理想氣體的焓當(dāng)理想氣體的焓Ho計(jì)算出來后，根據(jù)計(jì)算出來后，根據(jù) HHo(HoH) 的關(guān)系就可以求出真實(shí)氣體的焓的關(guān)系就可以求出真實(shí)氣體的焓H。 3 汽化熱汽化熱 液體汽化所吸收的熱量液體汽化所吸收的熱量稱為汽化熱，也稱為蒸發(fā)潛熱稱為汽化熱，也稱為蒸發(fā)潛熱。 汽化熱是物質(zhì)的基本物性數(shù)據(jù)之一。汽化熱是物質(zhì)的基本物性數(shù)據(jù)之一。 在一些手冊上常能查到各種物質(zhì)在在一些手冊上常能查到各種物質(zhì)在正常沸點(diǎn)正常沸點(diǎn)(即常壓下即常壓下的沸點(diǎn)的沸點(diǎn))的汽化熱的汽

20、化熱 有時(shí)也能找到一些物質(zhì)在有時(shí)也能找到一些物質(zhì)在25的汽化熱。的汽化熱。 由已知的某一溫度的汽化熱求另一溫度的汽化熱由已知的某一溫度的汽化熱求另一溫度的汽化熱 方法方法1 在工程計(jì)算中可用在工程計(jì)算中可用Wston公式：公式： 此此公式比較簡單而又相當(dāng)準(zhǔn)確，在離臨界溫度公式比較簡單而又相當(dāng)準(zhǔn)確，在離臨界溫度10以外，以外，平均誤差僅為平均誤差僅為1.8，因此被廣泛采用，因此被廣泛采用。38. 0121211rrVVTTHH方法2 也可根據(jù)也可根據(jù)狀態(tài)函數(shù)增量不隨途徑而變狀態(tài)函數(shù)增量不隨途徑而變的特性，可假設(shè)的特性，可假設(shè)如下熱力學(xué)途徑：如下熱力學(xué)途徑： 21,3=TTlpdTCH12,4=T

21、TgpdTCHH1H3H2H4 當(dāng)當(dāng)查不到汽化熱查不到汽化熱的數(shù)據(jù)，但已知該物質(zhì)的的數(shù)據(jù)，但已知該物質(zhì)的蒸氣壓蒸氣壓數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)，工程上可用時(shí)，工程上可用克克克方克方程式程式(C1ausiusClapeyron方方程程)估算了估算了T1T2溫度范圍內(nèi)的氣化熱：溫度范圍內(nèi)的氣化熱： 212121lg)(57. 4ppTTMTTHV4 反應(yīng)熱反應(yīng)熱 在很多情況下是在很多情況下是查不到反應(yīng)熱數(shù)據(jù)查不到反應(yīng)熱數(shù)據(jù)的的 可通過物質(zhì)的可通過物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)據(jù)和燃燒熱數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)據(jù)和燃燒熱數(shù)據(jù)來計(jì)算來計(jì)算反應(yīng)熱反應(yīng)熱 因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)生成熱和燃燒熱數(shù)據(jù)可在一般手冊上查到因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)生成熱和燃燒熱數(shù)據(jù)可在一般手冊上查

22、到 特別是對特別是對有機(jī)反應(yīng)有機(jī)反應(yīng)，使用燃燒熱求算反應(yīng)熱是一個(gè)，使用燃燒熱求算反應(yīng)熱是一個(gè)普遍使用的方法。普遍使用的方法。 用下面的公式從用下面的公式從標(biāo)準(zhǔn)生成熱求算反應(yīng)熱標(biāo)準(zhǔn)生成熱求算反應(yīng)熱： 用下面的公式從用下面的公式從標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱求算反應(yīng)熱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱求算反應(yīng)熱： 反應(yīng)物產(chǎn)物)()(,298,298,298fifirHnHnH產(chǎn)物反應(yīng)物)()(,298,298,298cicirHnHnH 在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)溫度常常不是在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)溫度常常不是25，此時(shí)可以利用焓，此時(shí)可以利用焓變只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)而與途徑無關(guān)的特性變只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)而與途徑無關(guān)的特性 假設(shè)便利的熱力學(xué)途徑，從假設(shè)便

23、利的熱力學(xué)途徑，從25的反應(yīng)熱求算其他溫度的的反應(yīng)熱求算其他溫度的反應(yīng)熱反應(yīng)熱 。例題：例題： 0.182MPa(1.8atm)壓力下液氨的飽和溫度為壓力下液氨的飽和溫度為22，在在0.182MPa，22下把下把1kg的液氨氣化，并使氣氨在加的液氨氣化，并使氣氨在加熱器中進(jìn)一步過熱成為熱器中進(jìn)一步過熱成為120的過熱氨蒸氣，求這一過程吸的過熱氨蒸氣，求這一過程吸收的熱量。收的熱量。 解：解： 因?yàn)橐驗(yàn)镼H，所以只要求出過程總焓變，所以只要求出過程總焓變H的值，就的值，就等于等于求得過程吸收的熱量求得過程吸收的熱量Q。七七. 物理過程的熱衡算物理過程的熱衡算解法：利用氨的汽化熱數(shù)據(jù)和氣體熱容數(shù)據(jù)

24、解法：利用氨的汽化熱數(shù)據(jù)和氣體熱容數(shù)據(jù) (2) H2 從手冊查得低壓下氣體氨的熱容與溫度關(guān)系的多從手冊查得低壓下氣體氨的熱容與溫度關(guān)系的多項(xiàng)式如下：項(xiàng)式如下：式中熱容的單位是式中熱容的單位是cal(molK) 平均溫度：平均溫度：3926310598. 1103663. 2101251. 65846. 6TTTCpKTm322=2120+15.273+2215.273=- （3）過程總焓變）過程總焓變H Q=HH1H21338305.8=1643.8kJkg,2211000()36.61120( 22)17305801 /305.8/p mHnCttJ kgkJ kg 例題：例題： 83的混合

25、氣體的流量和組成如下的混合氣體的流量和組成如下: 此股氣體分成兩路，主線氣體經(jīng)換熱器加熱到此股氣體分成兩路，主線氣體經(jīng)換熱器加熱到140，副線氣體不加熱。在換熱器出口處，被加熱到副線氣體不加熱。在換熱器出口處，被加熱到140的主線氣體與副線氣體匯合，成為的主線氣體與副線氣體匯合，成為112的氣體。求的氣體。求主、副線氣體的流量。主、副線氣體的流量。解：熱衡算基準(zhǔn)取解：熱衡算基準(zhǔn)取0氣體。氣體。 表中熱容的單位是表中熱容的單位是kJ(kgK)。 0的混合氣定壓熱容為：的混合氣定壓熱容為：Cp0.90611.6090.0320.98280.0161.1460.0311.0380.0151.8411

26、.568kJ(kgK) 83的混合氣定壓熱容為：的混合氣定壓熱容為：Cp0.90611.8350.0321.1950.0161.3840.0311.050.0151.8831.78kJ(kgK) 112的混合氣定壓熱容為：的混合氣定壓熱容為：Cp0.90611.8990.0321.2640.0161. 4610.0311.0500.0151.9041.845kJ(kgK) 140的混合氣定壓熱容為：的混合氣定壓熱容為：Cp0.90611.9310.0321.3290.0161.5330.0311.0670.0151.9251.863kJ(kgK) 設(shè)主線氣體的質(zhì)量流量為設(shè)主線氣體的質(zhì)量流量為1

27、kgh，匯合前，主線氣體的，匯合前，主線氣體的溫度為溫度為140，熱量為，熱量為Q1， 匯合前，副線氣體溫度為匯合前，副線氣體溫度為83，熱量為，熱量為Q2， 匯合后氣體溫度為匯合后氣體溫度為112，熱量為，熱量為Q3，hkJQ/ 2 .240)0140(2863. 1568. 1111hkJQ/ 1 .139823520)083(2784. 1568. 1)5920(112hkJQ/ 1131478)0112(2845. 1568. 159203240.21823519139.111131478 解得：13046kgh 八八. 以反應(yīng)熱效應(yīng)為基礎(chǔ)進(jìn)行熱量衡算以反應(yīng)熱效應(yīng)為基礎(chǔ)進(jìn)行熱量衡算 在

28、進(jìn)行伴有化學(xué)反應(yīng)過程的熱衡算時(shí)，在進(jìn)行伴有化學(xué)反應(yīng)過程的熱衡算時(shí)，反應(yīng)熱是一個(gè)反應(yīng)熱是一個(gè)很關(guān)鍵的數(shù)據(jù)很關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，則應(yīng)該根據(jù)能夠得到的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)來假，則應(yīng)該根據(jù)能夠得到的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)來假設(shè)熱力學(xué)途徑。設(shè)熱力學(xué)途徑。 一般來說，有兩種情況：一般來說，有兩種情況：己知己知25的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)和的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)和已已知反應(yīng)溫度下知反應(yīng)溫度下的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。 HH1H2H3 式中：式中： H225的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)的反應(yīng)熱數(shù)據(jù) 許多反應(yīng)都不是在許多反應(yīng)都不是在25時(shí)進(jìn)行的，而反應(yīng)后的物料也時(shí)進(jìn)行的，而反應(yīng)后的物料也常常包含產(chǎn)物和未反應(yīng)的物料及惰性物料，需要分別考慮常常包含產(chǎn)物和未反應(yīng)的物料及惰性物料，需要分別考慮并