第四章 物料衡算VIP免费

第1页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共21页第四章物料衡算1.教学目的与要求掌握化工过程物料衡算的基本方法，包括无化学反应的物料衡算、有化学反应的物料衡算。2.主要教学内容物料衡算式、物料衡算的基本方法、无化学反应的物料衡算、有化学反应的物料衡算以及物料衡算的计算机解题。3.重点与难点：重点：无化学反应及有化学反应的物料衡算方法难点：具有循环、排放及旁路过程的物料衡算4.学时分配：8+6S学时物料衡算是化工计算中最基本、也是最重要的内容之一，它是能量衡算的基础。通常，物料衡算有两种情况，一种是对已有的生产设备或装置，利用实际测定的数据，算出另—些不能直接测定的物料量。用此计算结果，对生产情况进行分析、作出判断、提出改进措施。另一种是设计一种新的设备或装置，根据设计任务，先作物料衡算，求出进出各设备的物料量，然后再作能量衡算，求出设备或过程的热负荷，从而确定设备尺寸及整个工艺流程。物料衡算的理论依据是质量守恒定律，即在—个孤立物系中，不论物质发生任何变化，它的质量始终不变(不包括核反应，团为核反应能量变比非常大，此定律不适用)。第2页共21页第1页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共21页第一节物料衡算式4－1化工过程的类型化工过程根据其操作方式可以分成间歇操作、连续操作以及半连续操作三类。或行将其分为稳定状态操作和不稳定状态操作两类。在对某个化工过程作物料或能量衡算时，必须先了解生产过程的类型。间歇操作过程：4－2物料衡算式物料衡算是研究某一个体系内进、出物料量及组成的变化。根据质量守恒定律，对某一个体系，输入体系的物料量应该等于输出物料量与体系内积累量之和。所以，物料衡算的基本关系式应该表示为；如果体系内发生化学反应，则对任一个组分或任一种元素作衡算时，必须把由反应消耗或生成的量亦考虑在内。所以(4—1)式成为：上式对反应物作衡算时．由反应而消耗的量，应取减号，对生成物作衡算时，由反应而生成的量，应取加号。但是，列物料衡算式时应该注意，物料平衡是指质量平衡，不是体积或物质的量(摩尔数)平衡。若体系内有化学反应，则衡算式中各项用摩尔／时为单位时，，必须考虑反应式中的化学计量系数。出为反应前后物料中的分第3页共21页第2页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共21页子数不守恒。第二节物料衡算的基本方法进行物料衡算时，为了能顺利地解题，避免错误，必须掌握解题技巧，按正确的解题方法和步骤进行。尤其是对复杂的物料衡算题，更应如此，这样才能获得准确的计算结果。4－3画物料流程简图方法求解物料衡算问题，首先应该根据给定的条件画出流程简图。图中用简单的方框表示过程中的设备，用线条和箭头表示每个流股的途径和流向。并标出每个流股的已知变量（如流量、组成)及单位。对一些未知的变量，可用符号表示。4—4计算基准及其选择进行物料、能虽衡算时，必须选择一个计算基准。从原则上说选择任何一种计算基准，都能得到正确的解答。但是，计算基准选择得恰当，可以使计算简化，避免错误。对于不同化工过程，采用什么基准适宜，需视具体情况而定，不能什硬性规定。根据不同过程的特点，选样计算基准时，应该注意以下几点：1.应选择已知变量数最多的流股作为计算基准。2.对液体或固体的体系，常选取单位质量作基准。3.对连续流动体系，用单位时间作计算基准有时较方便。4.对于气体物料，如果环境条件(如温度、压力)已定，则可选取体积作基准。第4页共21页第3页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共21页第5页共21页第4页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共21页第6页共21页第5页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共21页4—5物料衡算的步骤1搜集计算数据。2画出物料流程简图。3确定衡算体系。4写比化学反应方程式，包括主反应和副反应，标出有用的分子量，如果无化学反应，则此步可免去。5选择合适的...