C6化工过程的能量分析之有效能分析解析.ppt

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 ②稳流体系 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： 大的地方能量消耗多，需要改进的是 大的部位。 缺点： 能量有高、低、僵态能量之分，即 不同，但究竟哪 种是有效的能量，有多大，此方法不能具体指出。 3、 分析法： 内容： ①、选择计算基准， 确定体系输入和输出 物流量——物料衡算 热流量 功流量 能量衡算 实质：通过 衡算方程求 损失（损耗功） ②、确定体系由各状态点的参数，计算物流 。 （动能 位能 物理 化学 、 、 、 ） 热量 功流 、 。 ③、作 衡算。利用 衡算方程，确定 损失（整个体 系；每台设备）的 衡算，确定 效率 。 ④、列表或画图分析计算结果。 如图为开系稳流过程 平衡示意图， （1）、稳流体系 衡算方程： 敞开体系 物流入 物流出 控制体为可逆过程： ， 是守恒的。 输入 =输入 平衡方程为： 控制体为不可逆体系： ，有 损失， 平衡方程为： 输入 输出 损耗功即为内部 损失。 效率： 输出 输入 （2）、定组成稳流体系， 衡算方程的简化： 对于组成稳流过程，化学 不变， 上式适用于无化学变化的各种物理过程，在具体应用时可 以进行简化。 ①、当动能 、位能 比其它项小得多时，可忽略不计 （一般化工过程流速、位高变化不大）上式写成： ②、绝热。有功交换过程——绝热压缩\绝热膨胀过程。 对于单个设备， 为开系的1种物流 值变化。 ③、有热交换，无功交换过程， ④、绝热，无功交换过程， ⑤、循环过程，若体系内仅包括循环工质，则 即循环过程动、位能 、物理 不变，只剩下热流 和 功流 。 （3）、有化学反应或组成变化的稳流过程 此时只有化学 和物理 变化。 和浓度变化） 式中 包括物理 变化和化学 变化（包括状态 4、三种热力学分析方法的比较 （1）、计算工作量：能量衡算法最少；熵分析法最大； 分析法居中 （2）、从计算结果得到的信息量：能量衡算法最少，只能 求出能量的排出损失 ； 分析法最大，通过对每一个 效的节能措施。 物流的 分析，还能得到各部能量的 级，找到过程 损失的大小，原因和 的分布情况，从而制定有 （3）、三种分析法适用场合。 如果一个体系，只是为了利用热能（采暖、工业用加热炉等）可以只用能量衡算法。 对既有热交换，又有功交换的定组成体系，最好用熵分析法。 对既有热交换，又有功的变组成体系。用 分析法。 例