第六章化工過程熱力學(xué)分析

1、0Q12Q TT（）CW11111PTHS、 、S RW（ ）22222PTHS、01200QSST =00210QTSSTS210S RCHHQWW（ ）0idHTSW 0idWTSH 1( 334.7104.89)298 ( 1.22600.3674)439.59474.8335.24idWkJ kg 1( 334.7104.89)248 ( 1.22600.3674)439.59474.8344.43idWkJ kg 0idWTSH H S ()()pfpRfRpRHHH ppRRpRSSS GHTSGHT S 0idWTSHG ()()pfpRfRpRGGG 標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓標(biāo)準(zhǔn)生成自由

2、焓saidWW idasWW 1a 1a 效率效率作功過程作功過程耗功過程耗功過程機(jī)械效率機(jī)械效率熱效率熱效率等熵效率等熵效率熱力學(xué)效率熱力學(xué)效率()smS RWW ()S RmsWW NTHWQ 1LCHTT ()sSS RWW ()S RSsWW saidWW idaSWW 0idWTSH 5160230.422.4mkmol230.436 (3801000)pHmCT65.1425 101428.5 WHkJkh 60653303230.436 ln1.6777 101273466.04 WTSkJkh 28319.81%1428.5NNTHWWQH 28329.40%962.5said

3、WW 606( 1.67775.1425) 103.465 10962.5 WidWTSHkJkh LidSWWW 0idsyssysWTSHSsysWQH000sursursurQQSQTSTT 000()LsyssurtgWTSSTSTS 高烏斯托多拉公式0idSsysWWTSQ 00idSsyssurWWTSTS idLaidWWW idaidLWWW ()()gjjoutiiinfjiSm Sm SS 12PyPy、12121212,nnyynnnn ()()gjjoutiiinfjiSm Sm SS SHQW 000SHWQ 0fS 112212()()()()gjjoutiiinj

4、ioutinoutinSm Sm SSSSSSS 1212lnlngy Py PSn Rn RPP 1122lnlngSn Ryn Ry lngiiiSRny 00lnLgiiiWTST Rny 0lnidLiiiWWT Rny 0lnidLiiiWWT Rny 0lnidLiiiWWT Ryy 0lnidLiiiWWT Ryy dHTdSVdPSdHQW VdSdPT 21PPVSdPT gSS 21000PLgPVWTSTSTdPT 012()LTWVPPT212LWPPu0LTWT LWV ,HHQT,LLQ THLQQQ 0(1)HHTQT 0(1)LLTQT 00(1)(1)LHLH

5、LTTWQQTT 0()LHLHLTWQTTTT 0()LHmLmHmLmTWQTTTT 2121lnmTTTTT ()LHLWTT ()LHLWTT 反比于00(1)(1)LidLaidHHTQWTTWQT 低高LidaidWWW 高高1a 1a 0lnidiiWT Ryy 0lnidiiWT Rxx 00(1)lnidmiiiTWHRTxxT 01 1 0 01 XXKXPXphXCEEEEE XKEXPEXphEXCE1 1 000000XphEHHTSSHHTSS XQE01XQCHHETQT 0011XQHHHmTTEQQTT 101001XEHHTSS - 202002XEHHTS

6、S - 2121021XXXidEEEHHTSSW -idXWE 000XEHHTSS - 21021idWH HT S S -有效能與理想功的區(qū)別與聯(lián)系0XQTEQQT 0NQXQTAQEQT NQXQQAE 0TT0XQE NQQA ()0NXd AE NTHWQ HLTHQQQ NAEE 收收益益量量消消耗耗量量T 產(chǎn)產(chǎn)品品電電出出有有用用物物料料蒸蒸汽汽出出原原料料燃燃料料電電入入蒸蒸汽汽入入E E+ +E E+ +E E+ +E EE E+ +E E+ +E E+ +E ELSqW HSQW XNXAEE XEXEE XXiXQiXWiEEEE a SaidWW idaSWW idL

7、aid HEWWE 低低高高00001/1/1/1/LLLaHHHQTTTTQTTTT XXLEXXEEWEE SW轉(zhuǎn)化氣轉(zhuǎn)化氣0H 0HHH 水水轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)6565160()36 (380 1000)22.45.1416 10pmhHmCTTkJ 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)21()(3283.6209.33)HG hhG 水水211672 4HG. kghh 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)65.1416 10QHkJ 水水326()1672.4 (25573283.6)1.2152 10STurWHG hhkJ 436()1672.4 (209.332557)3.9362 10HHG hhkJ 冷冷卻卻水水冷冷凝凝661.2152 100.23

8、635.1416 10STWQ 能量損失在冷凝器能量損失在冷凝器SW轉(zhuǎn)化氣轉(zhuǎn)化氣230.36mkmol 65.1416 10HkJ 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)61.2152 10SWkJ 1672.4Gkg 0idWHTS 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)66666535.1416 10 )303 230.36 36 ln12735.1416 101.6774 103.464 10idWkJ ( (0006857,()()()()gjjoutiiinLjiWTSTm sm sTSSSS 總總0065870,()()()gLWTSTSSSSTSS 總總冷冷卻卻水水轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)60,50(ln)pmhLHTWT mCTT 冷冷卻卻水水總總6,6653

9、303 230.36 36 ln3.9262 1012732.249 10LWkJ 總總0006251,()()()()gjjoutiiinLjiWTSTm sm sTSSSS 廢廢0065210,1266()()()1.6774 10303 1672.46.86940.70381.447 10gLWTSTSSSSTSSkJ 水水廢廢轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（）,00325()303 1672.4 (7.96796.8694)5.567 10L TurgWTST G SSkJ 00847304387,004365()()()()()303 1672.40.70387.96793.9262 102.452 10gL

10、WTSTSSSSTSSSSTSST G ssHkJ 冷冷冷冷卻卻水水冷冷卻卻水水汽汽（）661.215 100.35103.464 10SaidWW 66,63.464 101.447 10110.5823.464 10idL Ha HidWkJWW ,03203265,6,()()1672.4(25573283.6)303(7.96796.8694)1.772 105.567 10110.6861.772 10id TurTurTurL Tura Turid TurWHTSGhhT sskJWW ,04304355,5,()()1672.4(209.332557)303(0.70387.96

11、79)2.452 102.452 101102.452 10id LLLL La Lid LWHTSGhhT sskJWW ,LW廢廢,L TurW,LW冷冷LWa 能量損失主要在廢熱鍋爐，其次是透平機(jī)，損失最小的是能量損失主要在廢熱鍋爐，其次是透平機(jī)，損失最小的是冷凝器。其損失的主要原因是冷凝器。其損失的主要原因是不可逆不可逆引起的有效能損失，應(yīng)想引起的有效能損失，應(yīng)想辦法降低過程的不可逆損耗。辦法降低過程的不可逆損耗。敞開體系敞開體系()XiiniE ()XjoutjE kXQkE SjW 0LiW ()()KXiinXQXjoutSjikjjEEEW ()()KXiinXQXjoutSj

12、LiikjjiEEEWW ()()kLiXiinXQXjoutSjiikjjWEEEW XXKXPXPhXChEEEEE 0XChE ()()()XiinXjoutXXPhXKXPijkEEEEEE ()(i )()lll outlnHm hh ()(i )()lll outlnSm ss 00kXlidllXllllLiXQXlSjikljEWHTSEHTSWEEW 20()2klLiXQllllSjikllljuWEHTSmg zW 00kXQSjkjLiXlSjiljEWWEW LsXllWWE kLiXQXliklWEE LiXlilWE 0XllE kLiXQSjikjWEW SW0

13、03030.10133TKPMPa 000000()()()lnXpmhpmsTEmHHT SSm CTTT CT 66653230.3636 (653303)303 36 ln0.9731 10303XEkJ 651273230.3636 (1273303)303 36 ln4.437 10303XEkJ 5678kLiLtXQSXXXXikWWEWEEEE 0kXQkE 5666664.437 100.9731 101.215 102.249 10LtXSXWEWEkJ 0XQE 1256LiXlXXXXilWEEEEE 661672.4 (2.6991209)(4.4370.9731)

14、101.447 10LiiWkJ 0XQE ,23651.2152 101672.4 (1209149.3)5.567 10L TurSjXlSXXjlWWEWEEkJ 0XQE 5341672.4 (149.32.699)2.452 10LiXlXXilWEEEkJ 561.2150.3514.4370.9731SSaidXXWWWEE 650.97311.2150.4934.437XXSEXXEEWEE ,LW廢廢,L TurW,LW冷冷662,6510.9731 101672.4 12090.6684.437 101672.4 2.699XXE FXXEEEE 63,21672.4 14

15、9.31.215 100.7251672.4 1209XSE TXEWE u ur r48,371672.4 2.6990.01811672.4 149.3XXE TXXEEEE u ur r項目項目能量衡算法能量衡算法熵分析法與有效能分析法熵分析法與有效能分析法區(qū)區(qū)別別理論理論依據(jù)依據(jù)以熱力學(xué)第一定律為指導(dǎo)以能量方以熱力學(xué)第一定律為指導(dǎo)以能量方程式為依據(jù)，以能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)程式為依據(jù)，以能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系來評價過程和裝置在能量利用系來評價過程和裝置在能量利用 上的完善性。上的完善性。以熱力學(xué)第二定律以及一二定律的以熱力學(xué)第二定律以及一二定律的結(jié)合為指導(dǎo)，以損失功基本方程式結(jié)合為指導(dǎo)，以損失功

16、基本方程式和有效能和有效能 平衡方程式為依據(jù)，從平衡方程式為依據(jù)，從能量的品位和有效能的利用程度來能量的品位和有效能的利用程度來評價過程和裝置在能量利用上的完評價過程和裝置在能量利用上的完善性。善性。評價評價指標(biāo)指標(biāo)熱效率熱效率損失功和有效能損失功和有效能 效率效率作用作用可以知道能量在數(shù)量上的利用率，可以知道能量在數(shù)量上的利用率，指出由于散熱、廢氣、廢液、廢渣指出由于散熱、廢氣、廢液、廢渣排放等損失的熱量以及隨工藝物流排放等損失的熱量以及隨工藝物流能流帶走的能量，但它不能揭示過能流帶走的能量，但它不能揭示過程不可逆而引起的能量損耗，即熱程不可逆而引起的能量損耗，即熱效率的高低不足以說明過程和裝置效率的高低不足以說明過程和裝置在能量利用上的完善程度，不能正在能量利用上的完善程度，不能正確指導(dǎo)節(jié)能工作。確指導(dǎo)節(jié)能工作。不僅可以揭示由于不僅可以揭示由于“三廢三廢”散熱散散熱散冷等引起的有效能損失，以及工藝?yán)涞纫鸬挠行軗p失，以及工藝物流、