饱和水与饱和水蒸气热量性质(焓变)表

化工设计说明书

2.2
2
主反应
丙烯腈(AN)：CH2=CH-CH3＋NH3＋3/2O2→CH2=CH-CN＋3H2O＋512.5kJ/mol
副反应：
乙腈(ACN)：CH2=CH-CH3＋3/2NH3＋3/2O2→3/2CH3-CN＋3H2O＋362.3kJ/mol
丙烯醛(ACL)：CH2=CH-CH3＋O2→CH2=CH-CHO＋H2O＋353.1kJ/mol
3)催化剂XYA-5
表2.1催化剂规格表
项目
质量指标
粒度：通过20目筛孔，%（质量分数）
100
大于90微米，%（质量分数）
＜
20
20~45微米，%（质量分数）
35.0~55.0
小于等于20微米，%（质量分数）
＜
7.0
松密度，g/mL
0.88~1.12
紧密度，g/mL
1.04~1.28
孔容，mL/g
0.2~0.3
1.1.3
1.生产情况：近年来，发达国家丙烯腈市场萎缩，全球丙烯腈生产能力在向亚洲转移。2009年，世界丙烯腈产能增加到约620万t／a，产量约为590万t。截止到2009年年底，国内共有9套丙烯腈生产装置，总产能达到100万t／a，2009年总产量为96.7万t，开工率接近100％。2010年国内有四家新建。扩建丙烯腈的项目投产，至年底国内丙烯腈的总生产能力达到154万t／a。2009年世界丙烯腈生产能力前10位的生产厂家见图1.1
第二
2.1设计任务
2.1.1
2.1.
2.1.
年生产能力：10000吨丙烯腈
操作时：330小时
设计裕量：10%
2.1.
2.1.4.1原/材料规格
1)工业用丙烯(GB/T7716-2002 一级品)

第四章能量衡算

4）列出热量衡算方程式能量衡算大多以单元设备为衡算对象，可以按物料走向依次列出热量衡算方程式，首先分析热效应的项目，切勿漏项，特别应注意反应热和相变热；项目确定后，即可按前述能量守恒定律列出总的热平衡方程式。 5）计算和核算根据所列方程进行求解。在求解过程中，要分析所列方程的复杂程度，分成独立求解和联立求解，解出的结果要反复核对。如不平衡，要分析原因，必要时应重新计算。
第二节非反应过程的能量衡算
一、能量平衡方程式
输出＝输入＋生成－消耗－积累 △E =Q + W Q---体系从环境中吸收的能量； W---环境对体系所作的功。 a. 封闭体系：△U=Q+W 体系中没有物质流动，动势能变化不存在， △U=0，只有能量交换而无物质传递的体系。
b. 稳态流动体系：输入速率－输出速率 = 积累速率应用封闭体系进行能量衡算时应注意： 1）体系的内能几乎完全取决于化学组成、聚集态、体系物料的温度等。理想气体的U 与压力无关，液体与固体的U与压力无关。在一个过程中，没有T、相、化学组成的变化，且物料全部是固体、液体或理想气体，则△U=0 2）假设体系及其环境的温度相同，则Q=0（绝热） 3）没有运动部件或产生电流，则W=0。
6）绘制能量衡算图和编写能量衡算表把整个过程衡算的结果经反复核对无误后列表，具体要求如下： ① 表格可与物料衡算结果同时列入； ② 按计算所选定的物料基准列表； ③ 换算以单位产品为基准的数据，为产品成本估算提供依据； ④ 换算为时间基准，即单位时间产品量对应的数据，为设备选型、物料输送、仓贮配置以及其它经济指标提供条件。
40 2 15000 6000kg/h，GW 9000kg/h 97 2
GD

工程热力学知识点

工程热力学复习知识点一、知识点基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。

1. 基本概念掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。

热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。

掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。

状态参数及其特性。

制冷循环和热泵循环的概念区别。

理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。

2. 热力学第一定律掌握和理解：热力学第一定律的实质。

理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。

闭口系能量方程。

热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。

稳态稳流的能量方程。

理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。

3. 热力学第二定律掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。

掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文表述等）。

卡诺循环和卡诺定理。

掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。

理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。

热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。

温-熵图的分析及应用。

理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。

4. 理想气体的热力性质熟悉和了解：理想气体模型。

理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。

理想气体的比热。

理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。

理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。

5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。

例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。

蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。

理解并掌握：绝热节流的现象及特点6. 蒸汽动力循环理解计算：蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。

饱和水蒸汽压力与温度密度蒸汽焓汽化热的关系对照表

饱和水蒸汽压力与温度密度蒸汽焓汽化热的关系对照表(共2页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-饱和水蒸汽压力与温度、密度、蒸汽焓、气化热的关系对照表一.什么是水和水蒸气的焓水或水蒸气的焓h，是指在某一压力和温度下的1千克水或1千克水蒸气内部所含有的能量，即水或水蒸气的内能u与压力势能pv之和(h=u+pv)。

水或水蒸气的焓，可以认为等于把1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该水或水蒸气的压力和温度下所吸收的热量。

焓的单位为“焦/千克”。

(1)非饱和水焓：将1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该非饱和水的压力和温度下所吸收的热量。

(2)饱和水焓：将1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该饱和水的压力对应的饱和温度时所吸收的热量。

饱和温度随压力增大而升高，因此饱和水焓也随压力增大而增大。

例如：绝对压力为兆帕时，饱和水焓为 x 103焦/千克;在绝对压力为兆帕时，饱和水焓则为 x 103焦/千克。

(3)饱和水蒸气焓：分为干饱和水蒸气焓和湿饱和水蒸气焓两种。

干饱和水蒸气焓等于饱和水焓加水的汽化潜热；湿饱和水蒸气焓等于1千克湿饱和蒸汽中，饱和水的比例乘饱和水焓加干饱和汽的比例乘干饱和汽焓之和。

例如：绝对压力为兆帕时，饱和水焓为 x103焦/公斤；汽化潜热为1328x103焦/公斤。

因此，干饱和水蒸气的焓等于： x103+1328x103= x 103焦/千克。

又例如:绝对压力为兆帕的湿饱和水蒸气中，饱和水的比例为,(即湿度为20%)干饱和水蒸气比例为(即干度为80%)，则此湿饱和水蒸气的焓为x103 x 十 = x 103焦/千克。

(4)过热水蒸气焓：等于该压力下干饱和水蒸气的焓与过热热之和。

例如：绝对压力为兆帕，温度为540℃的过热水蒸气的干饱和水蒸气的焓为 x 103焦/千克，过热热为 x 103焦/千克。

则该过热水蒸气的焓为: x 103+ x 103= x 103焦/千克。

饱和水蒸汽压力与温度密度蒸汽焓汽化热的关系对照表

饱和水蒸汽压力与温度、密度、蒸汽焓、气化热的关系对照表一.什么是水和水蒸气的焓?水或水蒸气的焓h，是指在某一压力和温度下的1千克水或1千克水蒸气内部所含有的能量，即水或水蒸气的内能u与压力势能pv之和(h=u+pv)。

水或水蒸气的焓，可以认为等于把1千克绝对压力为0.1兆帕温度为0℃的水，加热到该水或水蒸气的压力和温度下所吸收的热量。

焓的单位为“焦/千克”。

(1)非饱和水焓：将1千克绝对压力为0.1兆帕温度为0℃的水，加热到该非饱和水的压力和温度下所吸收的热量。

(2)饱和水焓：将1千克绝对压力为0.1兆帕温度为0℃的水，加热到该饱和水的压力对应的饱和温度时所吸收的热量。

饱和温度随压力增大而升高，因此饱和水焓也随压力增大而增大。

例如：绝对压力为3.92兆帕时，饱和水焓为1081.9 x 103焦/千克;在绝对压力为9.81兆帕时，饱和水焓则为1399.3 x 103焦/千克。

(3)饱和水蒸气焓：分为干饱和水蒸气焓和湿饱和水蒸气焓两种。

干饱和水蒸气焓等于饱和水焓加水的汽化潜热；湿饱和水蒸气焓等于1千克湿饱和蒸汽中，饱和水的比例乘饱和水焓加干饱和汽的比例乘干饱和汽焓之和。

例如：绝对压力为9.81兆帕时，饱和水焓为1399.3 x103焦/公斤；汽化潜热为1328 x103焦/公斤。

因此，干饱和水蒸气的焓等于：1399.3x103+1328x103=2727.3 x 103焦/千克。

又例如:绝对压力为9.81兆帕的湿饱和水蒸气中，饱和水的比例为0.2,(即湿度为20%)干饱和水蒸气比例为0.8(即干度为80%)，则此湿饱和水蒸气的焓为1399.3 x103 x 0.2十2727.3 x103x0.8=2461.7 x 103焦/千克。

(4)过热水蒸气焓：等于该压力下干饱和水蒸气的焓与过热热之和。

例如：绝对压力为9.81兆帕，温度为540℃的过热水蒸气的干饱和水蒸气的焓为2727.3 x 103焦/千克，过热热为750.4 x 103焦/千克。

饱和水蒸汽压力与温度密度蒸汽焓汽化热的关系对照表

饱和水蒸汽压力与温度、密度、蒸汽焓、气化热的关系对照表一.什么是水和水蒸气的焓?水或水蒸气的焓h，是指在某一压力和温度下的1千克水或1千克水蒸气内部所含有的能量，即水或水蒸气的内能u与压力势能pv之和(h=u+pv)。

水或水蒸气的焓，可以认为等于把1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该水或水蒸气的压力和温度下所吸收的热量。

焓的单位为“焦/千克”。

(1)非饱和水焓：将1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该非饱和水的压力和温度下所吸收的热量。

(2)饱和水焓：将1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该饱和水的压力对应的饱和温度时所吸收的热量。

饱和温度随压力增大而升高，因此饱和水焓也随压力增大而增大。

例如：绝对压力为兆帕时，饱和水焓为 x 103焦/千克;在绝对压力为兆帕时，饱和水焓则为 x 103焦/千克。

(3)饱和水蒸气焓：分为干饱和水蒸气焓和湿饱和水蒸气焓两种。

干饱和水蒸气焓等于饱和水焓加水的汽化潜热；湿饱和水蒸气焓等于1千克湿饱和蒸汽中，饱和水的比例乘饱和水焓加干饱和汽的比例乘干饱和汽焓之和。

例如：绝对压力为兆帕时，饱和水焓为 x103焦/公斤；汽化潜热为1328 x103焦/公斤。

因此，干饱和水蒸气的焓等于： x103+1328x103= x 103焦/千克。

又例如:绝对压力为兆帕的湿饱和水蒸气中，饱和水的比例为,(即湿度为20%)干饱和水蒸气比例为(即干度为80%)，则此湿饱和水蒸气的焓为 x103 x 十 = x 103焦/千克。

(4)过热水蒸气焓：等于该压力下干饱和水蒸气的焓与过热热之和。

例如：绝对压力为兆帕，温度为540℃的过热水蒸气的干饱和水蒸气的焓为 x 103焦/千克，过热热为 x 103焦/千克。

则该过热水蒸气的焓为: x 103+ x 103= x 103焦/千克。

二.汽化热的概念汽化热是一个物质的物理性质。

其定义为：在标准大气压 kPa)下，使一摩尔物质在一定温度下蒸发所需要的热量，对于一种物质其为温度的函数。

化工热力学答案-冯新第六章第七章概要

第六章思考题：6-1 空气被压缩机绝热压缩后温度是否上升，为什么？ 6-2 为什么节流装置通常用于制冷和空调场合？ 6-3 请指出下列说法的不妥之处：① 不可逆过程中系统的熵只能增大不能减少。

② 系统经历一个不可逆循环后，系统的熵值必定增大。

③ 在相同的始末态之间经历不可逆过程的熵变必定大于可逆过程的熵变。

④ 如果始末态的熵值相等，则必定是绝热过程；如果熵值增加，则必定是吸热过程。

6-4 某封闭体系经历一可逆过程。

体系所做的功和排出的热量分别为15kJ 和5kJ 。

试问体系的熵变：（a ）是正？（b ）是负？（c ）可正可负？6-5 某封闭体系经历一不可逆过程。

体系所做的功为15kJ ，排出的热量为5kJ 。

试问体系的熵变：（a ）是正？（b ）是负？（c ）可正可负？6-6 某流体在稳流装置内经历一不可逆过程。

加给装置的功为25kJ ，从装置带走的热（即流体吸热）是10kJ 。

试问流体的熵变：（a ）是正？（b ）是负？（c ）可正可负？6-7 某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，加给装置的功是24kJ ，从装置带走的热量（即流体吸热）是10kJ 。

试问流体的熵变：（a ）是正？（b ）是负？（c ）可正可负？6-8 热力学第二定律的各种表述都是等效的，试证明：违反了克劳休斯说法，则必定违反开尔文说法。

6-9 理想功和可逆功有什么区别？6-10 对没有熵产生的过程，其有效能损失是否必定为零？ 6-11 总结典型化工过程热力学分析。

习题6-1 压力为1.5MPa ，温度为320℃的水蒸气通过一根内径为75㎜的管子，以-13m s ⋅的速度进入透平机。

由透平机出来的乏气用内径为25㎜的管子引出，其压力为35kPa ，温度为80℃。

假定过程无热损失，试问透平机输出的功率为多少？【解】：查593K 和353K 过热水蒸气焓值，-113255.8kJ kg h =⋅，-122645.6kJ kg h =⋅ 由 3-13-11176.5cm g 0.1765m kg V =⋅=⋅313-124625 4.625m kg V cm g -=⋅=⋅进口截面积 ()22210.0750.00442m 44A D ππ==⨯=-11130.004420.0751kg s 0.1756u A m V ⨯===⋅、 m V A u V A u ==111222-122220.0751 4.6257.08m s 0.254m V u A π⋅⨯===⋅⨯ -1212645.63255.8610.2kJ kg h h h ∆=-=-=-⋅忽略位能变化，则 0z ∆=()2223-1117.0831020.563kJ kg 22u -∆=-⨯=⋅212s q w m h u ⎛⎫+=∆+∆ ⎪⎝⎭()-10.0751610.220.56347.37kJ s 47.37kW s w =-+=-⋅=-6-2 有一水泵每小时从水井抽出1892kg 的水并泵入储水槽中，水井深61m ，储水槽的水位离地面18.3m ，水泵用功率为3.7KW 的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率的45％。