热平衡计算 (excel)
Excel在换热器设计中的应用实例——用Excel确定流体物性参数
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计算机在化工中的应用
解题思路：
• 在换热器设计中，确定冷热流体的物性参数是所有计算的基础。 但由于本题中中热流体（釜液）出口温度并未给定，因此定性 温度无法确定。 • 若要确定热流体（釜液）物性参数，首先必须求得其出口温度 T2，T2 可利用热平衡方程：Q=Whcph(T1-T2)=Wccpc(t2-t1)。 • 方程中Q为温度的函数，因此必须通过试差法确定 T2。求得热 流体出口温度，即可确定热流体定性温度，从而查物性数据手 册确定热流体相关参数。
图 1 3.3%（mol%）乙醇水溶液Cp随温度变化回归方程拟合过程（Excel截图）
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计算机在化工中的应用
用Excel求解热流体出口温度：
• 第二步，以冷流体（原料液）进出口温度的平均值作为定性温度，由物性数据手册 查得相关物性并输入 Excel表格。热流体的相关物性及热负荷数据用公式表示公式 （C14-C18）。利用“数据菜单——模拟分析——单变量求解”功能，将 C18 设为 目标单元格，目标值设为“0”，将 C13设为可变单元格，运行。
Excel在换热器设计中的应用实例
——用Excel确定流体物性参数
化工高工1201班 贾芳芳
计算机在化工中的应用
一 题目
二 求解思路
三 求解步骤
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计算机在化工中的应用
例：某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统内第一萃 取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95℃预热至 128℃，原料液 及釜液均为乙醇和水溶液，其操作条件见表1，试设计选择适宜的 管壳式换热器。 表1 设计条件数据
热平衡计算
热平衡计算热平衡计算1．热平衡原理要使通风房间温度保持不变，必须使室内的总得热量等于总失热量，即。
在通风过程中，室内空气通过与进风、排风、围护结构和室内各种高低温热源进行交换，为了使房间内的空气温度保持不变，必须使房间内的总得热量∑Qd与总失热量∑Qs相等，也就是要保持房间内的热平衡。
即热平衡：∑Qd=∑Qs。
通风房间内的得热与热量如图3-2-7所示。
随工业厂房的设备、产品及通风方式的不同，车间得热量、失热量差别较大。
一般通过高于室温的生产设备、产品、采暖设备及送风系统等取得热量；通过围护结构、低于室温的生产材料及排风系统等损失热量。
图3-2-7 通风房间内的得热与热量模型在使用机械通风，又使用再循环空气补偿部分车间热损失的车间中，热平衡的等量关系如图3-2-8所示。
图3-2-8 热平衡的等量关系由图3-2-8的热平衡等量关系，即的通风房间热平衡方程式为：（3-2-16）式中——围护结构、材料吸热的总失热量，kW；——生产设备、产品及采暖散热设备的总放热量，kW；Lp——局部和全面排风风量，m3/s；Ljj——机械进风量，m3/s；Lzj——自然进风量，m3/s；Lhx——再循环空气量，m3/s；pu ——室内空气密度，kg/ m3；Pw——室外空气密度，kg/ m3；tu——室内排出空气湿度，℃；tjj——机械进风湿度，℃；to——再循环送风温度，℃；c——空气的质量比热，其值为1.01kj/kg·℃；tw——室外空气计算湿度，℃，tw的确定：在冬季，对于局部排风及稀释有害气体的全面通风，采用冬季采暖室外计算湿度。
对于消除余热、余湿及稀释低毒性有害物质的全面通风，采用冬季通风室外计算温度是指历年最冷月平均温度的平均值。
通风房间的风量平衡、热平衡是风流运动与热交换的客观规律要求，设计时应根据通风要求保证满足设计要求的风量平衡与热平衡。
如果实际运行时所达到的新平衡状态与设计要求的平衡状态差别较大，室内通风参数就达不到设计预期的要求。
热平衡计算附表
热平衡计算附表(总5页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March附表：热平衡计算（1#窑）计算基准：基准温度 0℃基准质量 1小时进入系统的物料进窑到出窑时间为18h热平衡示意图如下：热平衡框图热收入：热支出：制品带入显热：Q1 产品带出显热：Q3棚板、立柱带入显热：Q2 棚板、立柱带出显热：Q4燃料带入的化学显热：Qf 窑顶、窑墙散热：Q5助燃空气带入显热：Qa 窑车积蓄和散失之热：Q6从预热带不严密处漏入空气带入显热：Qb 物化反应耗热：Q7气幕带入显热：Qo /其他热损失：Q8Q a +Qb=Qo1. 热收入项目1.1 制品带入显热Q1每小时入窑湿制品质量G0=28.3 Kg/件×12.77件/车×4.2车/时8.4100100/(1-0.01) =1611㎏/h（1%体进窑水分）入窑制品温度t1=40℃，此时制品的比热C1=0.92 kJ/（㎏•℃）则：Q1= G×C1×t1=1611㎏/h×0.92 kJ/（㎏•℃）×40℃=59284.8（kJ/h）1.2 棚板、立柱带入显热Q2每小时入窑棚板、立柱质量Gb=300×4.2=1260 kg/h（每辆窑车的火道支柱，横梁，支柱，硅板以及棚板共重约300 kg）入窑棚板、立柱温度t1=40℃，则此时棚板、立柱的比热C1=0.851 kJ/（kg•℃）则：Q 2=Gb×C2×t2=1260 kg/h×0.851 kJ/（kg•℃）×40℃= 42890.4（kJ/h）1.3 燃料带入的化学显热QfQd=36000 kJ/ Nm3（天然气热值）入窑天然气温度：tf =20℃,此时天然气平均比热cf=1.56 kJ/(Nm3·℃)设每小时消耗的燃料量为Xm3/h则：Qf =x(Qd+cf×tf)=x(36000+1.56×20)=36031.2 x （kJ/h）1.4 助燃空气带入显热Qa全部助燃空气作为一次空气与燃气配比，燃料燃烧所需实际空气量求得：Va=8.568x Nm3/ Nm3助燃空气温度 ta =20℃,此时空气平均比热ca=1.30 kJ/(Nm3·℃)则：Q a = Va×ca×ta=8.568x×1.30×20=222.768x （kJ/h）1.5 从预热带不严密处漏入空气带入显热Qb取预热带烟气中的空气过剩系数ag=2.5，已求单位体积理论空气量Va0=8.16 Nm3/ Nm3烧成带燃料燃烧时空气过剩系数af=1.05。
利用Excel进行供暖系统计算
利用Excel进行供暖系统计算呼和浩特铁路局勘测设计院王华章中铁十八局豆亚利摘要介绍了利用Excel电子报表软件进行房间热负荷计算，编制与使用计算表格与公式的方法，根据使用者的习惯自行编制，减少人工计算量。
关键词 Excel 热负荷计算围护结构Heating System Computing By ExcelBy Wang huazhang and Dou yaliAbstract Describes how to use Microsoft Excel to computing room heating load，the method to compile and apply the computing formula and the tabulations according to the engineer’s habits，to minimize their manual work.Keywords Excel heat load calculating building envelope Huhhot Railway Reconnaissance And Design Academy在水暖工程设计中，有许多计算简单、单调且重复性较多，人工计算费时费力。
随着计算机的普及，各种各样的设计用软件也逐渐普及起来。
但由于软件价格较贵，且使用起来并不十分方便，因此许多设计人员仍采用人工计算的方法。
利用Excel电子报表软件，我们可以将许多水暖设计中常用的计算制成表格，只需人工输入原始数据和公式，利用计算机计算，保证了准确性，降低了设计者、复核者的计算工作量，提高了工作效率。
下面主要介绍一下利用Excel编写房间热负荷计算表。
房间热负荷计算是我们进行房间采暖系统设计的最基本的、必不可少的计算，但采用人工计算单调费时，而利用Excel计算，计算方法与计算表格与人工计算完全一样，但却省去了人工计算的烦琐。
关于excel在化工热力学计算中应用的探讨
关于excel在化工热力学计算中应用的探讨1. 前言Excel作为一种常见的电子表格程序，被广泛应用于各个领域中。
化工热力学计算也不例外，Excel作为一种快速、方便、易操作的工具，在化工热力学计算中得到了广泛的应用。
本文将探讨Excel在化工热力学计算中的应用，包括Excel在热力学性质计算、反应热计算、物料平衡计算、过程优化等方面的应用，旨在为化工工程师提供实用的方法和技巧。
2. Excel在热力学性质计算中的应用热力学性质计算是化工热力学计算的基础，包括状态方程、热力学函数、热物性等。
通过Excel表格进行计算，可以大大提高计算效率。
以计算热力学函数为例，通过使用Excel的公式功能，可以轻松地计算出各种热力学函数，如熵、焓、自由能等。
同时，Excel还可以通过引用外部数据，如NIST数据库、AFC软件等，获得更准确的数据，并进行相应的计算。
通过利用Excel的图表功能，可以使计算结果更加直观、易于理解。
3. Excel在反应热计算中的应用反应热是指一定量的化学物质在一定条件下发生反应时，所释放或吸收的热量。
反应热的计算对于化工工程师来说十分重要。
通过使用Excel表格，可以轻松地计算出反应热，并进行相应的记录和分析。
在Excel中，可以通过编写复杂的公式和函数，计算出反应物的热容量、反应热、热量平衡等相关参数。
同时，Excel还能够帮助工程师进行反应热的数据管理和分析，便于追踪反应热变化的趋势和规律。
4. Excel在物料平衡计算中的应用物料平衡计算是化工工程中必不可少的一部分，其目的是确定化工过程中物料的流量和组成等参数。
通过使用Excel表格，可以快速、准确地完成物料平衡计算。
在Excel中，可以通过编写公式和函数，计算各种物料的流量、组成、反应程度、质量平衡等参数。
同时，Excel还能够帮助工程师进行数据的管理和分析，便于进行数据的比较和优化。
5. Excel在过程优化中的应用过程优化是化工工程师的一项重要工作，它涉及到化工过程中的各种参数和方案的优化。
热平衡计算-(excel)知识讲解
qnet.b qnet.b=Q/(P*f)*a
5566.886 kcal/Kw·h
Dp 见汽轮机厂家图纸
37.366 t/h
hp 见汽轮机厂家图纸
2382.88 Kj
tp 见汽轮机厂家图纸
45.38 ℃
tj 见业主要求
33 ℃
tc
见业主要求（一般比排汽温度低3~5°C,比进水温 度高8~10）
43 ℃
Q
Q=1000*｛Db*(hb-hfw)+Dbl*(hbl-hfw)｝/ηb/4.1868 41394364 kcal
见业主资料
3391 kcal/kg
锅炉耗煤量
12207.13 kg/h
电站热耗率(计算值)Gross heat consumption rate(calculation)
q
q=Q/P
锅炉排污焓值 enthalpy
Blowdown of boiler hbl
锅炉给水焓值
Boiler
feeding water enthalpy
hfw
锅炉效率
Boiler efficiency ηb
Dbl=ηpw*Db 查表得 check book 查表得 check book 锅炉厂资料 Boiler date
厂用电率 Electric consumption rate of power plant
f
电气提供数据 Electric speciality date
电站净热耗率(计算值)Net heat consumption rate(calculation)
qnet qnet=Q/(P*f)
4590.702 kcal/Kw·h 13 %
数据 Date
热量平衡计算
热量平衡计算一、承台热水热量计算本承台平面尺寸为16×32米，拟在其表面覆盖5厘米厚，水温在20~40度之间的热水对其进行保温。
1、热水热量Q 1=W ×C ×T式中Q 1—热量 W —热水重量 W=16×32×0.05=25600KgC —比热 本计算中取4.2KJ/Kg.K T —温度 本计算中取40度 Q 1=25600×4.2×40=4300800 (KJ)2、承台水化热对热水热量的补充本计算假设承台水化热导至承台表面热水上升20度Q 2=25600×4.2×20=2150400 (KJ)总热量Q= Q 1+ Q 2=4300800+2150400=6451200 (KJ)二、承台热水热量损失计算Q s =)()(22/t st s t t T R F R T F ∆≈∆ 式中△T （T ）——砼表面温升值，即散热温差，近似取为平均温升值 本式中计算中假设最低气温为2度，热水温度为40度。
平均温度（40-2）/2=19度 F t ——块体基础外表面积总和 m 2R s ——散热总热阻m 2.h.K/KJ 无风取0.05，1~2级风取0.03，3~4级风取0.015~6级风取0.005 Qs==⨯⨯⨯19005.023********* (KJ)三、计算散热时间H=Q/ Qs=6451200/972800=6.6(小时)经过计算采取加热水的办法对承台进行保温，经过计算热水在6~7个小时内热量散失完成。
即要求在6~7小时加热25.6吨热水。
本次计算属简单估算。
计算：谭涛2003.12.11。
立磨热平衡计算EXCEL版
生料磨运转时取300度；生料磨停机时取150度，由增湿塔实现 含漏风量 含漏风量 不含漏风量 不含漏风量 不含循环风 要通过冷却后，温度降到150度后进入收尘器
生料磨煤磨停机时 blank blank 进入收尘器的风量 702300 Nm3/h blank 1088179.1 m3/h 风机风量 1305814.9 m3/h 当煤磨停机、入磨物料水份<4.0%时，可以将窑尾废气温度适当降低，保证所有窑尾废气全部进入生料磨
对于窑头、窑尾共用收尘器的系统风量核算
窑头废气系数 窑头漏风系数 窑头废气温度 冷却后窑头温度 窑尾废气系数 窑尾漏风系数 风机漏风系数 窑尾废气温度 窑产量 窑头废气量 窑头废气量 窑尾废气量 窑尾废气量 出磨废气量 窑头剩余废气量 进入收尘器的风量 收尘器风机风量 1.06 1.2 200 150 1.41 1.3 1.2 300 6000 318000 550967.03 352500 739862.64 436068.18 318000 1072552.2 1287062.6 ℃ ℃ 开生料磨1.3;停生料磨时取1.1 ℃ t/d Nm3/h m3/h Nm3/h m3/h Nm3/h Nm3/h m3/h m3/h
关于生料立磨热平衡 计算
设定产量（干基） 环境温度 料引入热Q1 入磨热风温度t1 入磨热风温度t2 入磨热风量L1 入磨热风量L2 研磨产生热Q2 热风引入热Q3 漏风带入热Q4 总热引入Q 入磨物料水份 出磨物料水份 蒸发水份总量 出磨废气温度 水份蒸发热Q1` 热风中含尘浓度 废气带走热Q2` 出磨物料温度 物料带走热Q3` 通体散热量Q4` 总热支出Q` 520000 20 11918400 300 200 330000 0 14040000 148698000 2568060 177224460 4 1 16414.141 90 43794899 60 51759378 87 40716000 6760871.9 143031149 kg ℃ KJ/h ℃ ℃ Nm3/h Nm3/h KJ/h KJ/h KJ/h KJ/h % % kg ℃ KJ/h g/Nm3 KJ/h ℃ KJ/h KJ/h KJ/h
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a
1.考虑到电站启动、停机时的热量损失。2.当地属 于热带地区，排汽温度不能长期稳定在40℃，真空 度不好维持在0.074bar。所以我的保证值，在计算 值的基础上乘以了一个保证系数1.055 qb=Q/P*a
1.055
qb
4843.191 kcal/Kw·h 5566.886 kcal/Kw·h 37.366 t/h 2382.88 Kj 45.38 ℃ 33 ℃ 43 ℃ 1957.086 t/h
pw
100% rated power 数据 Date 单位 unit t/h
备注 Remarks 汽轮机厂家提供 Dt=Db/0.99/0.96 Refer to
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见热平衡图 Heat balance drawing 查表得 check book 锅炉厂资料 Boiler factory date Dbl=η
电站热耗率(计算值)Gross heat consumption rate(calculation) 厂用电率 Electric consumption rate of power plant 电站净热耗率(计算值)Net heat consumption rate(calculation)
q fctric speciality date qnet=Q/(P*f)
4590.702 kcal/Kw·h 13 % 5276.669 kcal/Kw·h
保证系数 guaranteed rate 电站热耗率(保证值)Gross heat consumption rate(guaranteed) 电站净热耗率(保证值)Net heat consumption rate(guaranteed) 汽轮机排汽量 汽轮机排汽焓值 排汽温度 循环水进水温度 循环水出水温度 循环水量
热平衡计算 Heat balance calculation 符号 Sign 汽轮机进汽量 Steam of turbine Dt inlet 锅炉出口新蒸汽量 Steam of Db boiler outlet 锅炉出口蒸汽焓值 Steam enthalpy of hb boiler outlet 锅炉排污率 锅炉排污量 Blowdown of boiler rate η
qnet.b qnet.b=Q/(P*f)*a Dp hp tp tj tc Qx 见汽轮机厂家图纸 见汽轮机厂家图纸 见汽轮机厂家图纸 见业主要求 见业主要求（一般比排汽温度低3~5°C,比进水温 度高8~10） Qx=Dp*(hp/4.1868-tp)/(tc-tj)
化学补充水量
b
查表得 check book 查表得 check book 锅炉厂资料 Boiler date 汽机厂资料 Turbine factory date Q=1000*｛Db*(hb-hfw)+Dbl*(hbl-hfw)｝/η b/4.1868 见业主资料
热耗量 Gross heat consumption 煤的低位发热值 锅炉耗煤量
pw*Db
52.60943 t/h 3213 kJ 2% 1.052189 t/h 1160 kJ 589 kJ 80 % 9017 kW 41394364 kcal 3391 kcal/kg 12207.13 kg/h
Blowdown of boiler Dbl
锅炉排污焓值 Blowdown of boiler hbl enthalpy 锅炉给水焓值 Boiler hfw feeding water enthalpy 锅炉效率 发电机功率 Boiler efficiency η Generator power P Q