热量衡算电子教案

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热量的计算教案设计

热量的计算教案设计

热量的计算精品教案设计第一章:热量计算的基本概念1.1 热量的定义与单位解释热量的概念,让学生理解热量是物体内能的一种表现形式。

介绍热量单位焦耳(J)和国际单位制中的其他热量单位。

1.2 热量传递的方式讲解热传导、对流和辐射三种热量传递方式的原理和特点。

通过实例让学生了解不同热量传递方式在实际生活中的应用。

第二章:热量计算的基本公式2.1 热量传递的计算公式介绍热传导、对流和辐射的计算公式及适用条件。

解释公式中的各个参数,如温度、导热系数、面积、距离等。

2.2 热量转换的计算公式讲解热量从一种形式转换为另一种形式的计算方法,如温度变化、相变等。

介绍热量转换公式中的转换系数和适用条件。

第三章:热量计算的实例分析3.1 热传导实例分析提供一个实际物体(如金属板)的热传导问题,让学生应用热传导公式进行计算。

引导学生分析问题中涉及到的已知量和未知量,并运用适当的解决方法。

3.2 对流实例分析提供一个实际物体(如散热器)的对流问题,让学生应用对流公式进行计算。

引导学生分析问题中涉及到的已知量和未知量,并运用适当的解决方法。

第四章:热量计算的实践操作4.1 热量计算软件的应用介绍热量计算软件的使用方法和操作步骤。

通过实际操作,让学生学会使用软件进行热量计算和结果分析。

4.2 热量计算实验安排一个实验课程,让学生亲自动手进行热量实验。

引导学生观察实验现象,测量相关数据,并应用热量计算公式进行分析。

第五章:热量计算的综合应用5.1 热能转换的实例分析提供一个新的实例,涉及热能转换的问题,如热机效率等。

引导学生分析问题中涉及到的已知量和未知量,并运用适当的解决方法。

5.2 热量计算在工程中的应用讲解热量计算在工程领域中的应用,如热力系统设计、热传导材料选择等。

引导学生思考如何将热量计算应用到实际工程问题中,解决实际问题。

第六章:热平衡与热量守恒6.1 热平衡的概念解释热平衡状态是指系统中各部分之间热量交换达到动态平衡的状态。

第二节热量平衡计算

第二节热量平衡计算
(九)糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax (十)蒸汽单耗
(一)糖化用水耗热量Q1 根据工艺,糖化锅加水量为:
G1=(1003.9+200.8)4.5=5421.15(kg) 式中,1003.9为糖化一次大米粉量,200.8为 糊化锅加入的麦芽粉量(为大米量的20%)。
而糖化锅加水量为:
G2=2808.93.5=9831.15(kg) 式中,2808.9为糖化一次糖化锅投入的麦芽 粉量,即3009.7-200.8=2808.9(kg)。而3009.7为 糖化一次麦芽定额量。
4.确定合适的计算基准
在热量衡算中,取不同的基准温度,算出的 (5-8)式中各项数据就不同。所以必须选准 一个设计温度,且每一物料的进出口基准态必 须一致。通常,取0℃为基准温度可简化计算。
此外,为使计算方便、准确,可灵活选取 适当的基准,如按100kg原料或成品、每小时 或每批次处理量等作基准进行计算。
c麦芽=0.01[(100-6)1.55+4.186]=1.71[kJ/(kg·K)] c大米=0.01[(100-13)1.55+4.1813]=1.89[kJ/(kg·K)]
c米 醪 G 大c G 米 大 大 米 米 G G 麦 麦 c芽 麦 芽 G 芽 1G 1cw
10.901.38 920 .801.7 154.12 51 4.18 10.90230 .8 054.1251
故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ)
式中,I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓(kJ/kg)。
3.热损失Q4 根据经验有:
Q4=15% (Q4+Q4) 4.把上述结果代回(5-16)式得
Q4=1.15(Q4+Q4) =753900(kJ)

第二节 热量平衡计算

第二节  热量平衡计算

3.热损失 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为 前二次耗热量的15%,即: Q Q Q 2 =15%( 2 + 2 ) 4.由上述结果得: Q2=1.15( Q 2 +Q 2) =2088898(kJ)
(三)第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗 热量Q3 按糖化工艺,来自糊化锅的煮沸的米醪 与糖化锅中的麦醪混合后温度应为 63℃, 故混合前米醪先从100℃冷却到中间温度t。
=3.63„kJ/(kg· K)‟
混合醪比热容:
c混合 G 麦醪 c麦醪 G 米醪 c米醪 G 混合
=3.67„kJ/(kg· K)‟
(4)故Q4=26.7%G混合C混合(100-70) =559860(kJ)
2.二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4 煮沸时间为10min,蒸发强度5%,则蒸发水分 量为: V2=26.7%G混合5%1060 =42.4(kg) 故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ) 式中,I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓(kJ/kg)。
( 5)设备向环境散热Q8为了简化计算,假定设备壁 面的温度是相同的,则: Q8=FT(tw-ta) 式中 F——设备总表面积(m2) T——壁面对空气的联合给热系数„W/(m2· ℃)‟ tw——壁面温度(℃) ta——环境空气温度(℃) ——操作过程时间(s) T的计算: ① 空气作自然对流,T=8+0.05tw ② 强制对流时,T=5.3+3.6W(空气流速W=5m/s) 或T=6.7W0.78(W>5m/s)
二、计算实例 (3000t/a啤酒厂糖化车间热量衡算)
二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖 化工艺,下面就以此工艺为基准进行糖 化车间的热量衡算。工艺流程示意图如 图5-6所示,其中的投料量为糖化一次的 用量(计算参考本章第一节表5-7)。

热量怎么算初中物理教案

热量怎么算初中物理教案

热量怎么算初中物理教案一、教学目标(1)知识与技能:理解热量的概念,掌握热量计算公式Q=cmΔt,能够运用热量公式解决实际问题。

(2)过程与方法:通过实验探究,培养学生合作精神,提高动手能力和观察能力。

(3)情感态度价值观:在探究活动中体验科学探究的乐趣,培养实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。

二、教学重难点(1)教学重点:热量计算公式的理解与应用。

(2)教学难点:会利用公式Q=cmΔt进行简单的吸、放热计算。

三、教学过程(1)创设情景、引入新课白天海滩上的沙子热得烫脚,而海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,而海水却仍然暖暖的。

同样的日照条件,为什么沙子和海水的温度变化不同呢?引导学生思考并猜想。

(2)提出问题、猜想与假设学生提出问题:为什么沙子和海水的温度变化不同?引导学生猜想:可能与物质的种类和质量有关。

(3)设计实验、收集证据学生分组讨论,设计实验方案。

每组选取不同的物质(如沙子、海水、石头等),测量相同质量的物质在相同日照条件下的温度变化。

(4)分析与论证学生根据实验数据,分析不同物质的温度变化情况,论证自己的猜想。

引导学生发现,物质的温度变化与其比热容有关。

(5)交流与合作学生展示实验成果,分享心得体会。

讨论不同物质比热容的差异,引导学生认识比热容是物质的一种属性。

(6)总结与提高本节课我们学习了热量的概念,掌握了热量计算公式Q=cmΔt,并通过实验探究了不同物质的吸热能力。

课后,请大家运用热量公式解决一些实际问题,如计算加热或冷却过程中物质吸收或放出的热量。

四、教学反思本节课通过创设情景,引导学生提出问题,设计实验,分析论证,交流合作,使学生在实践中掌握热量计算方法,培养学生的动手能力、观察能力和创新能力。

在教学过程中,注意关注学生的学习情况,针对不同学生的特点进行引导和辅导,提高课堂教学效果。

热量的计算教案设计

热量的计算教案设计

热量的计算精品教案设计第一章:热量计算的基本概念1.1 热量的定义解释热量的概念,让学生理解热量是物体内能的一种表现形式。

通过实例说明热量在日常生活中的应用。

1.2 热量的单位介绍国际单位制中热量的单位——焦耳(J)。

讲解其他常用的热量单位,如卡路里(cal)和千卡(kcal)。

1.3 热量计算公式介绍热量计算的基本公式:Q = mcΔT,其中Q表示热量,m表示物体质量,c 表示比热容,ΔT表示温度变化。

第二章:比热容的概念及其计算2.1 比热容的定义解释比热容的概念,让学生理解比热容是物质的一种特性,表示单位质量物质温度变化1℃所需要的热量。

通过实例说明比热容在日常生活中的应用。

2.2 比热容的单位介绍比热容的单位——焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃))。

2.3 比热容的计算讲解如何通过实验测定物质的比热容。

给出测定比热容的实验步骤和注意事项。

第三章:热量的传递方式3.1 热传导解释热传导的概念,让学生理解热传导是热量在物体内部由高温区向低温区传递的过程。

通过实例说明热传导在日常生活中的应用。

3.2 对流解释对流的概念,让学生理解对流是流体中热量通过流体的流动而传递的过程。

通过实例说明对流在日常生活中的应用。

3.3 辐射解释辐射的概念,让学生理解辐射是热量以电磁波的形式传递的过程。

通过实例说明辐射在日常生活中的应用。

第四章:热量计算的应用4.1 热量的吸收与放出讲解物体吸收热量和放出热量的计算方法。

通过实例说明热量吸收与放出在日常生活中的应用。

4.2 热效率的计算讲解热效率的概念,表示为热量输出与热量输入的比值。

给出热效率的计算公式和提高热效率的方法。

4.3 热量的转换讲解热量在不同形式之间的转换,如热能与机械能、电能的转换。

通过实例说明热量转换在日常生活中的应用。

第五章:热量计算的综合应用5.1 食物的热量计算讲解如何计算食物的热量值。

给出食物热量计算的实例。

5.2 环境热量计算讲解如何计算环境中的热量,如室内温度、太阳辐射强度等。

热量平衡计算课程设计

热量平衡计算课程设计

热量平衡计算一、综述热量衡算(heat balance)当物料经物理或化学变化时,如果其动能、位能或对外界所作之功,对于总能量的变化影响甚小可以忽略时,能量守恒定律可以简化为热量衡算。

它是建立过程数学模型的一个重要手段,是化工计算的重要组成部分。

进行热量衡算,可以确定为达到一定的物理或化学变化须向设备传入或从设备传出的热量;根据热量衡算可确定加热剂或冷却剂的用量以及设备的换热面积,或可建立起进入和离开设备的物料的热状态(包括温度、压力、组成和相态)之间的关系,对于复杂过程,热量衡算往往须与物料衡算联立求解。

物质具有的热能,是对照某一基准状态来计量的,相当于物质从基准状态加热到所处状态需要的热量。

当物质发生相态变化时,须计入相变时的潜热,如汽化热(或冷凝热)、熔融热(或凝固热)等。

不同液体混合时,须计入由于浓度变化而产生的混合热(或溶解热)。

工程上常用热力学参数焓表示单位质量物质所具有的热量。

单位质量物料状态变化所需的热量,等于两种状态下焓值的差。

热量衡算的步骤,与物料衡算大致相同。

一、热量衡算的意义(1 )、通过热量衡算,计算生产过程能耗定额指标。

应用蒸汽的热量消耗指标,可以对工艺设计的多种方式进行比较,以选定先进的生产工艺,或对已投产的生产系统提出改造或革新,分析生产过程的经济合理性、过程的先进性,并找出生产上存在的问题。

(2 )、热量衡算的数据是设备类型的选择及确定其尺寸、台数的依据。

(3 )、热量衡算是组织和管理、生产、经济核算和最优化的基础。

热量衡算的结果有助于工艺流程和设备的改进,达到节约能降低生产成本的目的。

二、热量衡算的方法和步骤热量衡算可以作全过程的或单元设备的热量衡算。

现以单元设备的热量衡算为例加以说明,具体的方法和步骤如下:1.画出单元设备的物理衡算流向及变化的示意图2.分析物料流向及变化,写出热量衡算式:∑Q入=∑Q出+∑Q损(1--1)式中∑Q入————输入的热量总和(KJ)∑Q出————输出的热量总和(KJ)∑Q损————损失的热量总和(KJ)通常,∑Q入=Q1+Q2+Q3 (1--2)∑Q出=Q4+Q5+Q6+Q7 (1--3)∑Q损=Q8 (1--4)Q1————物料带入的热量,kJ;Q2————由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量,kJ;Q3————括生物反应热、搅拌热等,kJ;Q4————物料离开设备带出的热量,kJ;Q5————消耗在加热设备各个部件上的热量,kJ;Q6————加热物料需要的热量,kJ。

第二节热量平衡计算.

第二节热量平衡计算.
V3=2401010%1.5=3601.5(kg) 故Q6=2257.23601.5=8129306(kJ) 3.热损失为
Q6=15%(Q6+Q6) 4.把上述结果代码(5-17)式可得出麦汁煮沸
总耗热
Q6=115%(Q6+Q6) =12537830(kJ)
(七)糖化一次6 总耗热量Q总
Q总 Qi 21043661 (kJ) i1
=3.67〔kJ/(kg·K)〕
(4)故Q4=26.7%G混合C混合(100-70) =559860(kJ)
2.二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4 煮沸时间为10min,蒸发强度5%,则蒸发水分 量为:
V2=26.7%G混合5%1060 =42.4(kg)
故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ)
4.确定合适的计算基准
在热量衡算中,取不同的基准温度,算出的 (5-8)式中各项数据就不同。所以必须选准 一个设计温度,且每一物料的进出口基准态必 须一致。通常,取0℃为基准温度可简化计算。
此外,为使计算方便、准确,可灵活选取 适当的基准,如按100kg原料或成品、每小时 或每批次处理量等作基准进行计算。
5.进行具体的热量计算 (1)物量带入的热量Q1和带出热量Q4可按下式
计算,即: Q=ΣGct
式中 G——物料质量(kg) c——物料比热容〔kJ/(kg·K)〕 t——物料进入或离开设备的温度(℃)
(2)过程热效应Q3 过程的热效应主要有生物合 成热QB、搅拌热QS和状态热(例如汽化热、溶 解热、结晶热等):
=4680041(kJ)
(六)麦汁煮沸过程耗热量Q6 Q6=Q6+Q6+Q3
1.麦汁升温至沸点耗热量Q6 2.煮沸过程蒸发耗热量Q6 3.热损失 Q3

浓硫酸稀释热的热量衡算电子教案

浓硫酸稀释热的热量衡算电子教案

浓硫酸稀释的热量衡算1、 物料衡算衡算基准为小时。

以W 表示表示各股物流的质量流量。

流程示意图:查《硫酸工作手册》(刘少武等编著、东南大学出版社)中的相关表格知25℃的98%硫酸的密度是1.83103/cm g ,即18313/m kg 。

其中h kg W /58.5822183118.31=⨯= 稀释器的总质量平衡:321W W W =+ 稀释器硫酸的平衡: 335.0198.0W W = 用kg W 58.58221=代入上面两方程解得:hkg W h kg W /224.163033/644.104802==2、热量衡算固体、液体和气体溶质溶解于溶剂中吸收和放出的热量称为溶解热,手册给出的溶解热数据中,有积分溶解热与微分溶解热。

积分溶解热:以硫酸溶解于水形成硫酸水溶液说明积分溶解热的含义。

在25℃下把1mol 硫酸用水逐渐稀释,在此过程中不断取出所放出的热量,使溶液温度保持在25℃,这个过程所放出的热量称为积分溶解热。

积分溶解热是浓度的函数,也是温度的函数。

微分溶解热:微分溶解热系指1kmol (有时用1kg )溶质溶解于含量为x 的无限多的溶液中(即溶解后溶液的含量仍可视为x )时所放出的热量,以....../,/,/kg KJ kmol KJ mol KJ 等单位表示。

显然,微分溶解热是浓度的函数,也是温度的函数。

方法一:经验公式法由《硫酸工作手册》知,溶解1mol 硫酸于n mol 水所放出的积分溶解热可用下式计算:1868.4798.117860nnQ式中Q----硫酸的积分溶解热)/(mol J ; n----对于1mol 硫酸所用的水的摩尔数积分溶解热不仅可以用来计算把溶质溶于溶剂中形成某一含量溶液时的热效应,还可以用来计算把溶液自某一含量冲淡(或浓缩)到另一含量的热效应。

在25℃下将浓度为每mol 硫酸含1n mol 水的硫酸加水稀释,仍将继续有热量放出,直至其成为浓度为每mol 硫酸含2n mol 水时,保持硫酸溶液的温度为25℃,此两次热量之差为1868.4)11786011786027983.1217860(12⨯⨯⨯-+⨯=-n n n n Q Q 式中12Q Q ------mol 1硫酸放出的稀释热)/(mol Jn1-----浓度为x1时mol 1硫酸所含有的水的摩尔数 n2-----浓度为x2时mol 1硫酸所含有的水的摩尔数 具体计算如下:98%的浓硫酸对应的1111.098/98.0100018/02.010001=⨯⨯=n35%的稀硫酸对应的1111.1098/35.0100018/65.010002=⨯⨯=n从而得在25℃下把98%浓硫酸稀释为35%稀硫酸,并使硫酸溶液保持25℃时产生的稀释热:1868.4)17983.111786027383.1217860(12⨯+⨯-+⨯=-n n n n Q Q1868.41111.07983.11111.0178601111.107983.11111.1017860⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-+⨯=KGKJ H /275.1331.118)4045(40601.1188.1782=+-⨯--=KGKJ H /475.736.58)2025(20406.581.1181=+-⨯--=KJ Q Q n Q 102.34431361342.599898.0100058.5822)12(=⨯⨯⨯=-⨯=*4242/1342.59/2393.59134SO molH KJ SO molH J ==进而得在25℃下98%的浓硫酸稀释为35%稀硫酸,并保持硫酸溶液温度为25℃,每小时产生的稀释热为又查《硫酸工作手册》中表“硫酸和发烟硫酸的热焓量(以0℃为基准)”并采用内插法得25℃时35%硫酸的热焓量为45℃时35%硫酸的热焓量为热焓量之差为KG KJ H H H /8.59475.73275.13312=-=-=∇最后得在25℃下98%硫酸稀释为35%硫酸,并保持硫酸溶液为45℃,每小时产生的稀释热为224.163038.59102.34431363*⨯-=∇⨯-=H W Q Q 7952.974932102.3443136-= KJ 307.2468203=方法二:实验数值查表法由《硫酸工作手册》中表“25℃下硫酸溶解于水中的积分溶解热积Q 和微分溶解热微Q ”知25℃时98%硫酸的积分溶解热421/263.37SO KGH KJ Q =积 25℃时35%硫酸的积分溶解热422/70.683SO KGH KJ Q =积从而得在25℃下把98%浓硫酸稀释为35%稀硫酸,并保持硫酸溶液为25℃的的稀释热: 21积积Q Q Q -=KJ525.3688652)263.3770.683(98.058.5822=-⨯⨯=进而得在25℃下把98%的浓硫酸稀释为35%稀硫酸,并是硫酸溶液为25℃,每小时产生的稀释热为224.163038.59525.36886523*⨯-=∇⨯-=H W Q Q KJ 73.2713719=方法三:修正的经验公式法由于汤姆逊曾提出的1 42SO molH 溶于O molH n 20中时,放出稀释热的经验公式为1868.47983.1178600⨯+⨯=n n Q ,经此经验公式得出的结果与实验值相比存在较大的偏差,最大负偏差为12%,最大正偏差为11.6%;蔡芝林的《硫酸热效应的计算》一文中对该公式做出了修正,修正后的硫酸稀释热的公式为1868.417.2200500⨯+⨯=n n Q ,经此计算公式得出的结果与实验值相比,准确性有明显的提高,最大负偏差减小到6.9%,最大正偏差减小到6.2%, 下面用修正的经验公式计算;98%的浓硫酸对应的1111.098/98.0100018/02.010001=⨯⨯=n35%的稀硫酸对应的1111.1098/35.0100018/65.010002=⨯⨯=n从而得在25℃下把98%浓硫酸稀释为35%稀硫酸,并使硫酸溶液保持在25℃下,产生的稀释热为:1868.4117.2120050217.222005012⨯⎪⎭⎫⎝⎛+⨯-+⨯=-=n n n n Q Q Q()()KJJ 0242.651575.650241868.47532.155301868.45267.9762799.165071868.41111.017.21111.020*******.1017.21111.1020050==⨯=⨯-=⨯+⨯-+⨯=进而得在25℃下把98%的浓硫酸稀释为35%稀硫酸,使硫酸溶液保持在25℃下,每小时产生的稀释热为KJ Q Q n Q 064.37860860242.659898.0100058.5822)12(*=⨯⨯⨯=-⨯=KGKJ H /275.1331.118)4045(40601.1188.1782=+-⨯--=KG KJ H /475.736.58)2025(20406.581.1181=+-⨯--=又查《硫酸工作手册》中表“硫酸和发烟硫酸的热焓量(以0℃为基准)”并采用内插法得25℃时35%硫酸的热焓量为45℃时35%硫酸的热焓量为热焓量之差为KG KJ H H H /8.59475.73275.13312=-=-=∇ 最后的25℃的98%硫酸稀释为45℃的35%硫酸每小时产生的稀释热为 224.163038.59064.37860863*⨯-=∇⨯-=H W Q Q 7952.974932064.3786086-= KJ 269.2811153=3、三种方法计算硫酸稀释产生的稀释热的结果比较由以上三种关于积分溶解热的计算方法得出的数值结果知,并以基于实验数据查表法得出的计算结果为基准;用方法一计算得出的结果的偏差为:%05.9%10073.271371973.2713719307.24682031-=⨯-=θ用方法三计算得出的结果的偏差为: %59.3%10073.271371973.2713719269.28111532+=⨯-=θ从而知修正后的关于硫酸积分溶解热的计算式得出的结果的准确性有较大的提高。

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——热流体的进、出口温度,K;
——冷流体的进出、进口沮度,K。
注意比热容 的求取:一般由冷、热流体进出换热器的平均温度
或 查得。
2)潜热法若流体在换热过程中仅仅发生恒温相变,其传热量可按下式
(1-4a)
(1-4b)
式中
一——热、冷流体的汽化潜热,kJ/kg。
3)焓差法由于工业换热器中流体的进、出口压力差不大,故可近似为恒压过程.根据热力学定律,恒压过程热等于物系的焓差,则有
归档是否完整?
专业能力、社会能力和方法能力是否提高?
工作态度、工作质量情况
安全、环保及6S情况
填写任务工单的评价表格
项目2传热及设备操作
学习任务2
换热过程工艺参数的确定
计划学时
4
职业能力目标
专业能力
社会能力
方法能力
换热剂品种选择
换热剂用量确定
换热设备工艺参数的确定
团队工作能力
沟通能力
小组成员的协作能力
扩展相应的信息收集能力
制定工作计划
能独立使用各种媒介完成学习任务
工作结果的评价与反思
学习情境描述
接到车间主任指令:根据给定的换热场合和换热任务,确定换热剂品种、用量及换热设备的各种工艺参数。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。
教学环境分析
石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等
教学方法
采用角色扮演法交代任务;用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定组,分工,协作共同完成,分成6个小组,每组6人
①接受任务
②完成基础知识学习
2.监视学生进行小组讨论,并做出决策和计划
①对学习进行决策
②制定学习计划(提交计划,组长汇报)
③对学员的计划进行可行性分析
实施步骤
学习工作任务的实施




教学内容
教学过程设计及时间分配
1.各组介绍准备情况。
2.分四组进行换热器工艺参数的确定。
3.各组指派一名同学介绍本组任务的完成情况,进行考核。
(1-5a)
(1-4b)
式中
一——热流体的进、出口,kJ/kg;
一——冷流体的进、出口,kJ/kg
焓差法计算传热量较为简便,但仅适用于流体的焓值可查取的情况,本教材附录中列出了空气、水及水蒸气的焓值数据.可供读者参考.对于部分无从查取焓值的流体,则必须采用上述别的方法来确定换热器的传热量。
4)两步法若流体在换热过程中既有相变化又有温度变化,则可用前两种方法联合起来求取其传热量,称为两步法,例如:饱和蒸汽冷凝后,冷凝液出口温度低于冷凝饱和温度时.其传热量可用下式计算
要做好记录,由各小组长展示学习成果
评议各小组展示的学习成果
教师对每个小组及每个学生进行监视,做好记录,作为成绩评定的依据。
实施步骤
资讯
热量衡算
化工过程的传热问题可分为两类:一类是设计型问题,即根据生产任务和操作条件、选定(或设计)换热器;另一类是操作型型问鹰、即选择给定换热器的传热量、流体的流量或温度等操作条件,核算换热器的生产能力。无论哪类计算,都需要进行热量衡算,以计算传热量和截热体的流量。
4.根据考核情况进行归纳总结:工艺参数确定的基本原则和具体方法。
5.布置下次任务:列管式换热器的选择。
学生汇报,同学互动,教师提问,25min
学生进行操作训练练习,120min
通过学生现场讲解进行考核,25min
教师讲授,PPT,60min
教师讲授、PPT,10min
实施步骤
检查与评估
检查学生工作是否完整完成?
(一)传热量的计算
1.热量衡算
根据能量守恒定律,在两种流体之间进行稳定传热时,单位时间内热流体放出的热量 ,一定等于冷流体吸收的热量 和损失于周围介质中的热量 两者之和,即
= + (1-1)
式中 ——热流体放出的热量, ;
——冷流体吸收的热量, ;
——热损失, .
上式称为传热过程的热量衡算方程式.在生产中,换热器的传热面单位时间传递的热量也称为换热器的热负荷,表示生产任务对换热器提出的换热要求。若损失于周围介质的热量来自热流体,则热负荷为 ;若热损失在冷流体这一方,则热负荷为 。在保温良好的换热器中, 约为 的2%~5%。热损失可以忽略不计时,式(1-1)可变为
= (1-2)
2.传热量的计算
和 ,可以根据以下三种方法,从载热体的流量、比热容、温度变化和焓值计算。
1)显热法若流体在换热过程中没有相变化,且流体的比热容可视为定值或可取为流体进、出口平均温度下的比热容时,其传热量可按下式计算
(1-3a)
(1-3b)
式中 、 ——热、冷流体的质量流量,kg/s;
一——热、冷流体的比定压热容,kJ/(kg·K):
(1-6)
式中 ——冷凝液的饱和温度,K。
(二)载热体用量
载热体用量即式(1—3a)中的 ,其计算可根据某一载热体的流量及其状态变化,计算出传热量后,再利用热量衡算方程式计算另一载热体的流量。根据题目给出的条件,选用潜热法、显热法或焓变法进行计算。
实施步骤
计划与决策
1.引导学生熟悉“学生学习手册1-2”中的“一”,并完成学习手册中“二”项的“(一)”内容。
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