能量衡算
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物料衡算和能量衡算概述物料衡算和能量衡算是在工程和科学领域中经常用到的两个概念。
物料衡算是指在工程过程中对物料流动进行计算和分析的过程,而能量衡算则是对能量转移和转换进行计算和分析的过程。
物料衡算涉及到物料的流动和传递。
在工业过程中,物料(例如原材料、中间产品和最终产品)通过不同的装置和管道进行运输和处理。
物料衡算可以帮助工程师们了解物料在系统中的流动情况,如流速、流量和浓度等。
通过对物料衡算的分析,可以得到物料在不同过程中的质量变化和传递速率等重要参数,从而为工艺设计和控制提供依据。
能量衡算则是对能量的转移和转换进行计算和分析。
在能源系统中,能量以各种形式进行传递和转化,如热能、电能、化学能等。
能量衡算可以帮助工程师们了解能源在系统中的利用情况,如能量的输入、输出和转换效率等。
通过对能量衡算的分析,可以提高能源系统的效率,减少能源浪费,并优化系统的设计和控制。
物料衡算和能量衡算常常是相互关联的,尤其是在工业过程中。
物料的流动往往伴随着能量的转移和转换,例如在化工生产中,物料的传递往往伴随着能量的输入和输出。
因此,在进行物料衡算时,也需要考虑能量的变化和转换。
相反地,在进行能量衡算时,也需要考虑物料的流动和传递。
总而言之,物料衡算和能量衡算是工程和科学领域中重要的分析工具。
通过物料衡算和能量衡算,可以深入了解物料和能量在系统中的流动和转移情况,从而优化工艺设计和能源利用效率。
这对于提高工程效率、降低成本和保护环境都具有重要意义。
物料衡算和能量衡算是工程和科学领域中非常重要的分析工具。
它们可以为工程师们提供关键的信息和数据,用于优化工艺设计、提高能源效率、降低成本并保护环境。
在物料衡算中,关键的概念包括物料流动、物料传递和物料质量变化。
物料流动是指物料在系统中通过管道、设备和机械的运输过程。
物料的传递是指物料从一个位置或系统到另一个位置或系统的移动过程。
物料的质量变化包括物料的添加、消耗、转化和转移等。
化工计算能量衡算能量衡算在化工工程中起着重要的作用,它是对化工过程中能量的流动和转化进行定量分析的方法。
通过能量衡算,可以评估化工过程的能源效率、分析能量损失和寻找节能措施,从而降低能耗和减少环境污染。
能量衡算的基本原理是能量守恒定律和热力学第一定律。
能量守恒定律表明在一个封闭的系统中,能量的总量不变,只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律则描述了能量的转化过程中,能量的转化量等于外界对系统做功与系统从外界吸收的热量之和。
在化工过程中,能量衡算可以分为热平衡和物质平衡两个方面。
热平衡主要关注能量的转化和传递过程,物质平衡则主要关注物质的进出和转化过程。
热平衡是能量衡算的重要部分,它涉及到反应器、换热器、蒸馏塔等设备的能量平衡。
对于反应器而言,通过测量进出口温度、压力以及反应热等参数,可以计算出反应过程中的能量变化。
对于换热器而言,通过测量进出口温度、流体流量以及传热系数等参数,可以计算出传热过程中的能量变化。
对于蒸馏塔而言,通过测量进出口温度、压力以及回流比等参数,可以计算出蒸馏过程中的能量变化。
通过对这些设备进行能量平衡计算,可以评估它们的能量效率,找出能量损失的原因,并采取相应措施进行改善。
物质平衡是能量衡算的另一个重要部分,它涉及到化工过程中物质的进出和转化过程。
通过对物质的进出口流量、浓度以及反应速率等参数进行测量,可以计算出物质的转化率和反应速率,进而计算出化工过程中所需的能量。
物质平衡计算还可以用于确定化工过程的最优操作条件,从而达到节能的目的。
除了这些基本原理和方法,能量衡算还可以通过建立模型和使用计算软件进行复杂的能量计算。
化工过程中的能量转化往往非常复杂,涉及到多个反应过程、多个换热器以及各种流体流动过程。
通过对这些过程进行建模,并使用计算软件进行模拟和优化,可以更加准确和高效地进行能量衡算。
总之,能量衡算是化工工程中的重要环节,它可以评估能源效率、分析能量损失和寻找节能措施。
简述能量衡算的方法和步骤1.引言1.1 概述概述部分的内容可具体如下:能量衡算作为一种重要的分析工具,被广泛应用于各个领域,例如工业生产、环境保护、能源管理等。
它通过对能量流动和转换过程进行定量和定性的分析,帮助人们更好地了解和评估能量的使用效率,为改进能源利用提供科学依据。
能量衡算的基本方法和步骤是确定能量系统的边界和系统内外的能量流动,然后对系统内各个部分的能量输入、输出和转化进行量化和分析。
具体而言,能量衡算的步骤包括以下几个方面:第一步是确定研究对象的边界,即确定能量系统所包含的范围和与外界的相互作用。
在能量衡算中,边界的划定十分重要,它直接影响到能量衡算的准确性和应用结果的可靠性。
第二步是识别和量化能量流动,即确定能量的输入来源和输出去向,以及能量在系统内的转化过程。
这可以通过收集和分析能量消耗和转换的相关数据来完成,例如电、气、水和燃料的使用量等。
第三步是对能量流动进行分析和评估,以获得能量衡算的结果。
这包括对能量输入、输出和转化的数量进行统计和比较,计算能量的利用效率和能量损失等指标。
通过比较不同系统或不同时间段的能量衡算结果,可以评估能源利用的优化潜力和改进方向。
最后一步是根据能量衡算的结果制定相应的措施和策略,以提高能量利用效率和减少能量损失。
这可以包括改进能源设备的设计和运行方式、采取节能措施、推广可再生能源的利用等。
综上所述,能量衡算是一项重要的研究工作,它通过对能量系统的分析和评估,为我们提供了改善能源利用效率和保护环境的科学依据。
通过深入研究并应用能量衡算的方法和步骤,我们可以更好地实现可持续发展的目标。
1.2 文章结构第2章正文2.1 能量衡算的概念和重要性2.2 能量衡算的方法和步骤2.1 能量衡算的概念和重要性能量衡算是一种通过计算能量的输入和输出来实现能源管理和分析的方法。
能量衡算能够量化能源使用情况,帮助我们了解和评估能源系统的效率,并提出改进措施。
它涉及收集数据、分析数据、建立模型以及对能源系统进行优化的过程。
第五章能量衡算第一节概述第二节热量衡算第三节过程的热效应第四节热量衡算举例第五节加热剂、冷却剂及其其他能量消耗的计算5.1 概述5.1.1 能量衡算的目的和意义计算过程能耗指标进行方案比较,选定先进生产工艺。
能量衡算数据是设备选型和计算的依据;是组织、管理、生产、经济核算和最优化的基础5.1.2 能量衡算的的依据及必要条件依据为能量守恒定律条件:物料衡算的数据,相关热力学物性数据。
5.1.3 能量守恒的基本方程输出能量+消耗能量+积累能量=输入能量+生成能量5.1.4 能量衡算的分类单元设备的能量衡算和系统的能量衡算5.2 热量衡算5.2.1 热量平衡方程式Q —物料带入设备的热量,kJ ;Q2—加热剂或冷却剂传给设备及所处理物料的热量,kJ ;Q3 —过程的热效应,kJ;(注意符号规定)Q4—物料带出设备的热量,kJ ;Q5—加热或冷却设备所消耗的热量或冷量,kJ ;Q6 —设备向环境散失的热量,kJ。
注意各Q勺符号规定Q为设备的热负荷。
若Q为正值,需要向设备及所处理的物料提供热量; 反之,表明需要从设备及所处理的物料移走热量。
对间歇操作,按不同的时间段分别计算Q的值,并取其最大值作为设备热负荷的设计依据。
522 各项热量的计算1、计算基准一般情况下,可以0C和1.013 105Pa为计算基准有反应的过程,也常以25C和1.013 105Pa为计算基准。
2、Q或Q的计算无相变时物料的恒压热容与温度的函数关系常用多项式来表示:若知物料在所涉及温度范围内的平均恒压热容,贝心3、Q的计算过程的热效应由物理变化热Q和化学变化热Q两部分组成物理变化热是指物料的浓度或状态发生改变时所产生的热效应。
若过程为纯物理过程,无化学反应发生,如固体的溶解、硝化混酸的配制、液体混合物的精馏等,则Q C= 0 。
化学变化热是指组分之间发生化学反应时所产生的热效应,可根据物质的反应量和化学反应热计算。
4、Q的计算稳态操作过程Q 5= 0非稳态操作过程由下式求QQ=' GC (T2-T1)G-设备各部件的质量,kg;G—设备各部件材料的平均恒压热容,kJ kg-1「C-1;T1—设备各部件的初始温度,C;T2—设备各部件的最终温度,C。
物料衡算与能量衡算概论物料衡算与能量衡算是在工业领域中广泛应用的两个重要概念。
物料衡算是指对物质流动的量与质进行测量、监测和分析的过程,用来确定物料的输入、输出以及处理过程中的损耗情况。
而能量衡算则是指对能量流动的量和质进行测量、监测和分析的过程,用来确定能源的输入、输出以及转化利用的效率。
物料衡算和能量衡算在工业生产中都具有重要的作用。
首先,它们可以帮助企业确定物料和能量的浪费情况,找出能源的低效率使用和损耗问题,从而提出改善措施,节约物料和能源,降低生产成本。
其次,物料衡算和能量衡算可以帮助企业优化生产流程,提高产能和效率。
通过对物料和能量的输入、输出以及处理过程的分析,企业可以找出生产过程中不必要的浪费和瓶颈,并进行改进和优化。
此外,物料衡算和能量衡算也可以帮助企业监测和评估环境压力,实施环境保护措施,达到可持续发展的目标。
物料衡算和能量衡算的方法和技术主要包括数据采集、监测和分析。
在物料衡算中,通常会采集和监测物料的进出量、质量以及转化过程中的损耗情况。
常用的方法有称量、计量、流量计、采样等。
在能量衡算中,通常会采集和监测能源的进出量、质量以及转化过程中的损耗情况。
常用的方法有电表、气表、温度计、压力表等。
通过这些数据的分析,可以得出物料和能源的流动情况,评估效率和损耗,并进一步进行改进和优化。
需要注意的是,物料衡算和能量衡算虽然互相关联,但并不完全一致。
物料衡算主要关注物质流动的量和质,而能量衡算则关注能量流动的量和质。
在实际应用中,物料衡算和能量衡算往往结合起来进行,通过对物料和能量的双重衡算,可以更全面地了解生产过程中的问题和优化方向。
综上所述,物料衡算和能量衡算是工业生产中重要的概念和方法。
它们的应用可以帮助企业节约物料和能源,提高生产效率,降低成本。
同时,物料衡算和能量衡算也有助于企业实施环境保护措施,实现可持续发展。
因此,在现代工业生产中应该重视物料衡算和能量衡算,积极推广和应用。
物料衡算和能量衡算概述物料衡算和能量衡算是工程和科学领域中常用的方法,用于描述和研究物质和能量的流动。
物料衡算关注物质的进出和转化过程,而能量衡算关注能量的转化和利用情况。
本文将对物料衡算和能量衡算进行概述,并介绍其在不同领域中的应用。
1. 物料衡算物料衡算是对物质的进出和转化过程进行量化和分析的方法。
它主要基于质量守恒定律,即不可创造或破坏物质。
物料衡算通常涉及以下几个方面的内容:1.1 进料和出料物料衡算中的进料和出料是指物质从系统的外部进入或离开系统的过程。
进料和出料可以是固体、液体或气体,可以通过不同的方式进行,如输送带、管道或容器。
衡算这些进料和出料的数量和质量可以帮助我们了解物质的流动情况和系统的整体效率。
1.2 转化和反应物料衡算还涉及物质的转化和反应过程。
在这些过程中,我们可以追踪和量化物质的变化,以及转化或生成的产物。
这对于研究化学反应、工艺过程和生态系统中的物质转化至关重要。
物料衡算可以帮助我们优化转化过程,提高反应效率,并监测环境中的物质循环。
1.3 混合和分离物料衡算还涉及物质的混合和分离过程。
在这些过程中,不同组分的物质可以混合在一起,或者通过特定的方法进行分离。
衡算混合物和分离物的组分和比例可以帮助我们优化混合和分离过程,并控制产品的质量和纯度。
1.4 废物和排放物料衡算还关注废物和排放物的产生和处理。
在生产和工艺过程中,废物和排放物可能对环境造成负面影响。
通过衡算废物和排放物的产生量和组分,我们可以找到减少和处理这些废物的方法,以减少对环境的影响。
2. 能量衡算能量衡算是对能量的转化和利用过程进行量化和分析的方法。
它基于能量守恒定律,即能量既不能创造也不能破坏,只能从一种形式转化为另一种形式。
能量衡算通常涉及以下几个方面的内容:2.1 能量流动能量衡算关注能量的流动。
能量可以通过传导、传热、传质和传动等方式在系统中传递和转移。
衡算能量流动的路径、速度和效率可以帮助我们了解能量转化的过程和系统的能量利用效率。
化工计算能量衡算引言化工过程中,能量的衡算是一个重要的步骤。
能量衡算可以帮助工程师了解化工过程中的能量转化和能量损失情况,从而优化工艺和提高能源利用效率。
本文将介绍化工计算能量衡算的基本原理和方法,并以实际案例进行说明。
一、能量的基本概念在进行能量的衡算之前,我们需要先了解能量的基本概念和单位。
能量是物体或系统所具有的做功能力,它是物质存在的一种属性。
能量的单位通常用焦耳(J)表示。
以下是一些常见的能量单位:•千焦(kJ)= 10^3 J•兆焦(MJ)= 10^6 J•吉焦(GJ)= 10^9 J此外,化学工程中经常使用的能量单位还有千卡(kcal)和英尺磅(ft-lbf)等。
二、能量转化和传递能量在化工过程中会发生转化和传递。
常见的能量转化包括热能转化为机械能、化学能转化为热能等。
能量传递则是指能量从一个物体传递到另一个物体。
能量转化和传递的过程可以通过能量平衡方程表示。
能量平衡方程的一般形式为:$$E_{in} - E_{out} = \\Delta E_{sys}$$其中,E in表示系统收入的能量,E out表示系统输出的能量,$\\Delta E_{sys}$表示系统内能的变化。
能量平衡方程是能量衡算的基础,通过对各个能量项进行计算和衡量,可以得到系统能量的全面情况。
三、能量衡算的方法能量衡算的方法包括物料平衡法、焓平衡法和热力学计算法等。
下面分别介绍这些方法的主要原理和应用。
3.1 物料平衡法物料平衡法是一种根据物料的进出量来计算能量收支的方法。
它基于质量守恒定律,假设在化工过程中物料是不可压缩和不可消失的。
使用物料平衡法进行能量衡算的一般步骤如下:1.确定系统边界,包括进出口和反应器等;2.收集进出口的物料信息,包括物料的质量、温度、压力等;3.列出物料平衡方程,根据质量守恒定律得到进出口物质量的关系;4.根据进出口物料的属性,计算出相应的能量。
物料平衡法可以应用于各种化工过程,包括反应器、蒸馏塔、萃取塔等。
第七章 能量衡算7.1 能量衡算经验式如下的能量平衡经验式是在不输入轴功并且内能和机械能不变时总结出的。
这个经验式说明了进入到系统的能量等于流出系统的热量。
它的表达式如下: 654321Q Q Q Q Q Q ++=++ (7-1) 经验式里: 1Q 是能量改变中由物料进入设备引起的那一部分,单位是千焦; 2Q 是能量改变中由加热物质和冷却物质引起的那一部分,单位是千焦; 3Q 热量变化中由反应过程引起的那一部分,单位是千焦;4Q 是能量改变中由物料离开引起的那部分,单位是千焦; Q 5是设备加热和冷却时引起的那部分能量变化,单位是千焦;6Q 是由设备能量流失而引起的那部分热量变化,单位是千焦。
这个经验式运用时,其他的有可能是正值。
还有可能是负值。
要记在心里只有1Q 和4Q 一直为正值。
例如Q3的规定不同于热力学的。
一定要注意。
如果操作过程有热量放出,3Q 的符号是正的,同理如果单元操作要吸收热量,3Q 符号是负的,Q2又叫热负荷,能根据经验式来计算。
要是算出的2Q 是正的,说明操作过程设备和被处理的物料的温度会下降,需要外界提供热量才能平衡。
如果2Q 是负的值,则说明操作过程中需设备和物料温度会降低,得需要外界带走热量才能使系统平衡。
还有,间歇操作情况比较特殊,通常情况下时间段不一样则操作也不一样的,这样一来,Q2应该分不同的操作段来计算,根据各个段的计算结果,找出绝对值最大的作为热负荷。
想要得出反应容器的热负荷,必须从热量平衡经验式入手。
求出经验式中其他各项值以后就可以算出Q2了。
7.2 反应能量衡算示意图对环化脱水过程进行热量衡算的目的是确定环化脱水过程中需要转移的热量。
依题意可将苯嗪草酮环化脱水的反应装置作为衡算对象。
若将过程的热效应作为输入热量来考虑,则可绘出如下图所示的衡算示意图。
反应原料带入的热量1Q反应后物料带出的热量4Q 合成过程转移的热量2Q 设备升温所需热量5Q 过程的热效应3Q 设备向环境散失的热量6Q7.3 加热剂或冷却剂的类型由热量衡算可确定设备的热负荷,根据热负荷的大小和工艺要求,可选择适宜的加热剂或冷却剂,以向设备提供或从设备移除热量。
7.3.1加热剂的选择由于整个工艺的的温度需要的温度上限在C ︒±565,因此采用低压饱和水蒸汽(kpa 6000 表压),其传热系数为1243102.1~107.1--︒••⨯⨯C m W ,其优点为蒸汽的冷凝潜热大,传热系数高,调节温度方便。
7.3.2冷却剂的选择由于整个工艺进行冷却时并不需要达到很低的温度,因此本工艺不需要采用冷冻盐水充当冷却剂,也避免了高额投资。
本工艺只需采用冷却水做冷却剂即可,其使用温度在C ︒30~15,采用冷却水的优点在于设备简单,控制方便,价格低廉等。
7.4 换热器的类型 7.4.1换热器分类(1)按照使用目的分类:冷却器、加热器、再沸器、冷凝器等; (2)按照结构分类:管壳式、板式、管式等。
7.4.2换热器的选型换热器的类型有很多种,每种型式的应用范围都不同。
在某种场合下性能不错的换热器,如果换到另一种场合则可能会改变原先的传热效果和性能,甚至会有很大的改变。
所以,针对具体情况正确地选择合适的换热器,是格外重要的。
在换热器选型时需要考虑多方面的的因素,主要有: 1) 工作流体的性质 2) 是否利于清洗、维修 3) 热负荷及流量大小4) 设备结构、尺寸、重量及材料5)压力、温度、允许压降的范围在选择换热器时,除了要考虑上述因素外,还必须对材料来源、制造条件、结构强度、安全性、密封性等因素加以考虑。
这些因素通常是相互制约、相互影响的,可以通过优化设计来解决。
对于不同的操作状况和工艺条件,有时可以使用特殊型式的换热器及特殊的换热管,以降低成本。
所以,必须综合考虑工艺条件以及机械设计的要求,正确地选择合适的换热器来有效地减少工艺过程能量的损耗。
对与专业的工程技术人员而言,设计换热器时,应给与型式的合理选择、经济运行和降低成本等方面足够的重视,有必要时,还得通过计算来进行分析投资和操作费用对比、技术经济指标分析,从而确保该设计为该具体条件下的最优设计。
7.4.3本工艺选择的换热器类型管壳式换热器又名列管式换热器。
是间壁式换热器的一种。
管壳式换热器以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面。
此类换热器结构简单,操作可靠,可用各种结构材料制造,但以金属材料为主,可在高温、高压下应用用,到目前为止是应用最广的类型之一。
所以我们选择应用较为成熟的管壳式换热器。
7.5 能量衡算7.5.1 计算Q1 与Q4的数值根据以下式经验式可以计算出Q1 与Q4:Q1 (Q4)=经验方程里T是反应装置中物质的冷热程度。
单位是度;Cp代表热容,单位是千焦每摩尔每度m代表设备的物料出入的量,单位是公斤;温度能显著影响物质的比热容,上述经验式中物料的查定压比热容时的温度要取进出口物质和基准温度的平均温度。
这个式子的应用非在0℃和1×105pa 不可。
也就是俗称的标准态。
万一查不到那只能根据手册提供的估算方法估算了。
各种各样物质的比热容可以在各种化工手册上查到。
7.5.2 计算过程热效应Q3的方法衡算热量Q3的时候,根据规定:正号为放热,符号则代表吸热.如果操作过程物质发生了状态变化,就一定会产生状态变化热。
如果操作过程还发生了化学反应(反应热与状态变化热都属于过程热效应的范围)。
则还会有热量放出或者吸收。
状态变化往往随着化学变化。
一般来说化学反应过程都或多或少的带着状态热。
①计算状态热的方法凡是由于发生了相变产生的热量都是状态热,熔融热、汽化热、液化热等都属于状态热的范畴。
状态热往往较小,所以他又叫又潜热,详见下文的讨论。
溶解放出的热量固态溶质的溶解过程类似于熔融。
固态溶解过程放出热量可以认为和熔融热相等。
气体溶解热数值与汽化热的相等,符号相反;熔融过程放出的热量物质熔融热可以根据以下公式求出,(见《化工工艺手册》上册P887):ΔΗm=TmK/M式中:ΔΗm —熔融热,kJ/kgM—相对分子质量Tm —熔点K有机物取值范围最大为10—16,取13比较合适。
无机物取值的范围较大是5—7,通常估算时取6较合适元素取值范围为2—3,一般情况下取2.5。
以上是K的取值范围。
2、计算反应热的方法25度下和一个大气压是计算反应热比较方便,标准反应热被规定为标准状态下的反应的热效应,通常ΔHθ可以用来代表他,即右式所示qr0 = -ΔHθ。
标准反应热数据可在《化学工艺手册》或《化学工程手册》中查到;如查不到则可借助其他热力学数据换算出。
⑴根据物质标准生成热计算qr0,以下是经验方法q r0=q f0经验式子中qf0为物质的标准生成热单位是千焦每摩尔。
ν是反应方程中物质前面的系数⑵依据物质标准燃烧热求算qr0,如下是经验方法q r0=q c0qf0为物质的标准生成热单位是千焦每摩尔。
经验式子中ν是反应方程中物质前面的系数。
⑶计算标准燃烧热的经验方法勒夏特列和盖斯得到结论:物质的燃烧热大小取决于与燃烧该物质消耗的氧原子量,它们是成线性关系的。
所以得出如下经验式q c0=+x经验式里,a和b是关于物质结构的常数,从《化学工艺手册》能查取他的值X—有机化合物完全燃烧时需要的氧原子个数。
⑷ qf 0与qc0的换算,由盖斯定律可知:q c0+ q f0=q ce0式中:qf0—标准生成热kJ/mol;qc0—标准燃烧热kJ/mol;n —化合物中同种元素的原子数;qce0—元素的标准燃烧热 kJ/(g.atm) 。
t值的计算⑷不同温度下反应热qr因反应恒定在t℃下进行,而且反应物及生成物在25℃-t℃t计算公式为围内均无相变化,则qrq r t = q r0–(t-25))经验式子里T表示反应在什么温度下进行的。
经验式里Cp代表经验式中物质的的热容单位是千焦每摩尔每度;ν代表反应中物质的系数。
0表示标准反应热单位是千焦每摩尔;经验式qr7.5.3 Q5 的确定加热设备需要的热量:Q5=cmΔT;c 为设备比热容Q5的值可以根据Q4的值计算出。
因为由经验得出的,Q5 的值通常是Q4 的二十分之一到十分之一。
7.5.4 Q6的计算为了使计算简化,假设设备壁面的温度处处相同,则有:Q6 =Fαt(tω-te)式中F—设备总表面;αt—壁面对空气的给热系数;tω-壁面温度;te—环境空气温度;7.5.5 Q2的计算在应用热量衡算方程式时,Q值都有正负两种情况(Q1和Q4除外)。
如:当过程放热时,Q3取正号。
当过程吸热时,Q3取负号。
根据热量衡算方程式,只要知道其他Q值,由式子可求出Q2,也就是设备的热负荷。
如果Q2为负值,说明需要从设备和物料移走热量,即需要冷却。
如果Q2为正值,说明需要给设备物料提供热量,即需要加热。
7.6计算和查取热量衡算的基础数据衡算能量的时候,从这些手册主要有《纯物质的热化学数据手册》,《化学工程师技术全书》,《化学工艺手册》(第三版)。
先要通过这些物性手册查取到能查到大多数物料的物化常数,但是依靠手册并不能查到所有需要的数据,这时候只能估算需要用到的物性常数。
估算方法手册一般都会提供。
本论文要估算的物性常数有很多。
包括各种物质的比热容。
物质比热容估算经验公式如下。
7.6.1 估算液体热容的经验公式《化工工艺设计手册》中提供的Misenrd 估算法应用非常广泛。
根据这个方法可以估算绝大部分有机化合物。
这个估算方法原理如下:分子由各种基团构成,它们的比热容共同构成了分子的比热容。
它们之间有着固定的关系。
只要查出了要求分子的中所含基团摩尔热容,就可以根据关系换算成分子的热容。
近似计算的时候,科普法也可以用来估算液体的比热容,经验公式如下文。
7.6.2 估算固体比热容的经验公式用科普法可以估算固态物质的热容。
公式如下:C(kcal/kg. ℃)经验公式里M为被估算物质的相对分子质量;N为分子中某一原子的出现的次数;经验公式中Ca为原子的比热容单位是千卡每公斤每度。
需要注意的是,这个方法只是估算的20度时物质的比热容。
若想知道该物质其他温度下的比热容,如要求80度时该物质的比热容,比20℃时的时各化合物的比热容要高五分子一到四分子一。
也就是说20度以上物质的比热容大概为20度的1.2到1.25倍。
7.7 反应阶段升温所需加热剂流量的计算由试验结果可知,反应在65℃下收率最大,假设温度达到65℃时才开始反应。
为了尽快使温度升高,工业生产中一般采用饱和水蒸气加热。
假设物料是在加热完成后才开始反应,查《化学工艺设计手册》得25℃时正丁醇定压比热容为0.54 kcal/kg. ℃,65℃时正丁醇定压比热容为0.625 kcal/kg. ℃。
在25℃到65℃正丁醇比热容近似线性变化,则该温度区间正丁醇平均定压比热容Cp1=0.5825 kcal/kg. ℃=2.439kJ/kg. ℃。