化工计算-能量衡算
化工中的物料衡算和能量衡算
化工中的物料衡算和能量衡算化72 王琪2007011897 在化工原理的绪论课上，戴老师曾强调过化工原理的核心内容是“三传一反”即传质、传动、传热和反应，而物理三大定律——质量守恒、动量守恒、能量守恒正是三传的核心与实质，因此这三大定律在化工中统一成一种核心的方法：衡算。
正是衡算，使原本复杂的物理定律的应用变得简单，实用性强，更符合工程学科的特点。
为此化工中的物料衡算和能量衡算很重要，本文将分别从物料衡算、能量衡算讨论化工中的衡算问题，然后将讨论二者结合的情况。
物料衡算在台湾的文献中称为“质量平衡”，它反映生产过程中各种物料之间量的关系，是分析生产过程与每个设备的操作情况和进行过程与设备设计的基础。
一般来说物料衡算按下列步骤进行，为表示直观，做成流程图。
绘制流程图时应注意：1.用简洁的长方形来表达一个单元，不必画蛇添足；2.每一条物质流线代表一个真实的流质流动情况；3.区别开放与封闭的物质流4.区别连续操作与分批操作（间歇生产）5.不必将太复杂的资料写在物质流线上确定体系也比较重要，对于不同体系，衡算基准和衡算关系会有不同。
合适的基准对于衡算问题的简化很重要，根据过程特点通常有如下几种：1.时间基准：连续生产，选取一段时间间隔如1s，1min，1h，1d；间歇生产以一釜或一批料的生产周期为基准，对于非稳态操作，通常以时间微元dt为基准。
2.质量基准，对于固相、液相体系，常采用此基准，如1kg，100kg，1t，1000lb等。
3.体积基准（质量基准衍生）：适用于气体，但要换成标准体积；适用于密度无变化的操作。
4.干湿基准：水分算在内和不算在内是有区别的，惯例如下：烟道气：即燃烧过程产生的所有气体，包括水蒸气，往往用湿基；奥氏分析：即利用不同的溶液来相继吸收气体试样中的不同组分从而得到气体组分，往往用干基。
化肥、农药常指湿基，而硝酸、盐酸等则指干基。
选取基准后，就要确定着眼物料了。
通常既可从所有物料出发，也可根据具体情况，从某组分或某元素着眼。
化工过程设计 第三章 物料衡算与热量衡算(1)
各流股组份数一览表
HAC 24%
11 循环流 进料 HAC 30％ H2O 69.8% H2SO4 0.2% 萃 取 塔 4
流股号 1 2 3
组份数 3 3 3 4 2 2 2 2
1
2
12
3
混合器1
4
5 6 7 8 9 10 11 12
E 7% HAC H2O H2SO4 混合器2
溶 剂 回 收 塔
7（2） E 99% H2O 1％
附加关系式数
自由度
9（4）
（2）溶剂提馏塔及整体的自由度分析
11（2） 循环流
HAC 24%
进料 HAC 30％ 1（3） H2O 69.8% H2SO4 0.2% 混合器1 2（3）
萃 取 塔
3（3） 12（2） 溶 剂 回 收 塔 产品流 HAC 99% H2O 1% 产 品 精 馏 塔
独立MB方程数
已知流股变量数 已知其它关系式数 自由度 2、具体MB计算（略）
在开始下一节讲授之前，大家先考虑一个精馏塔的MB问题。 例题：有人提出了一个无反应的单精馏塔流程的方案，试做其MB计算:
100 C3 i-C4 i-C5 C5 kmol/h 0.20 0.30 0.20 0.30
2 1 精 馏 塔 3
MB与HB计算是化工工艺设计中最基本，也是最主要的计算内容。
一、化工流程（过程）中MB、HB、EB三者之间的关系 1、MB与HB之间的关系 MB有可能能单独（不依赖HB而独立）求解； HB一般不能单独求解； （间壁式换热器除外） 当MB不能独立求解时，它就必须与HB联合起来，求解CB。 2、EB与HB之间的关系 流程压力水平不高，而且压力变化也不大，系统能量只考虑其热 焓，而忽略其动能、势能等机械能，在这种情况下：
化工计算能量衡算
化工计算能量衡算能量衡算在化工工程中起着重要的作用，它是对化工过程中能量的流动和转化进行定量分析的方法。
通过能量衡算，可以评估化工过程的能源效率、分析能量损失和寻找节能措施，从而降低能耗和减少环境污染。
能量衡算的基本原理是能量守恒定律和热力学第一定律。
能量守恒定律表明在一个封闭的系统中，能量的总量不变，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律则描述了能量的转化过程中，能量的转化量等于外界对系统做功与系统从外界吸收的热量之和。
在化工过程中，能量衡算可以分为热平衡和物质平衡两个方面。
热平衡主要关注能量的转化和传递过程，物质平衡则主要关注物质的进出和转化过程。
热平衡是能量衡算的重要部分，它涉及到反应器、换热器、蒸馏塔等设备的能量平衡。
对于反应器而言，通过测量进出口温度、压力以及反应热等参数，可以计算出反应过程中的能量变化。
对于换热器而言，通过测量进出口温度、流体流量以及传热系数等参数，可以计算出传热过程中的能量变化。
对于蒸馏塔而言，通过测量进出口温度、压力以及回流比等参数，可以计算出蒸馏过程中的能量变化。
通过对这些设备进行能量平衡计算，可以评估它们的能量效率，找出能量损失的原因，并采取相应措施进行改善。
物质平衡是能量衡算的另一个重要部分，它涉及到化工过程中物质的进出和转化过程。
通过对物质的进出口流量、浓度以及反应速率等参数进行测量，可以计算出物质的转化率和反应速率，进而计算出化工过程中所需的能量。
物质平衡计算还可以用于确定化工过程的最优操作条件，从而达到节能的目的。
除了这些基本原理和方法，能量衡算还可以通过建立模型和使用计算软件进行复杂的能量计算。
化工过程中的能量转化往往非常复杂，涉及到多个反应过程、多个换热器以及各种流体流动过程。
通过对这些过程进行建模，并使用计算软件进行模拟和优化，可以更加准确和高效地进行能量衡算。
总之，能量衡算是化工工程中的重要环节，它可以评估能源效率、分析能量损失和寻找节能措施。
热量衡算
化工计算中的能量衡算是根据热力学第一定律，即能量守恒与转化定律，对化工过程进行能量计算。
化工生产中消耗的能量形式有机械能，电能和热能等等，其中以热能为主要形式，因此化工过程中的能量衡算重点是热量衡算。
本章具体对苯酐氧化反应器进行能量衡算如下：热量衡算方程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5其中式中： Q1——初始物料带入设备中的热量，kJQ2——加热剂或冷却剂与设备和物料传递的热量，kJQ3——物理变化及化学变化的热效应，kJQ4——离开设备物料带走的热量，kJQ5——反应器系统热量损失，kJ反应过程的能量方框图图4-1 反应工段能量衡算图反应器能量横算过程根据图4-1及能量守恒可知：Q2=Q4+Q5-Q1-Q3Q1和Q4的计算Q=∑Mi×Ci（t1-t2）（Q1和Q4的计算都适用）式中：Mi——反应物体系中组分的质量，kg；C i ——组分i 在0-T℃时的平均比热容，KJ/； t 1，t 2——反应物系在反应前后的温度，℃。
物料进入设备时的温度为145℃，热量衡算的基准为145℃，△T=0,则： Q 1=0查得各物项平均比热容数据： （kJ/kg.℃）表4-1 各物相平均比热容所以： ()21i i 4t C M Q t -=∑=××(370-145)+××225+××225+××225+××225+××225+××225+××225+××225+××225+××225=.4kJ 过程Q 3的计算过程热效率可以分为两类：一类是化学过程的热效率即化学反应速率；另一类是物理过程热效率。
物料化学变化过程，除化学反应外，往往伴随着物料状态变化热效率，但本工艺流程中物理过程热效率较低，可以忽略不计，该过程皆为放热反应，则过程热效率可以由下式计算：主反应：C 8H 10+3O 2→C 8H 4O 3+3H 2O + Q 3-1=×103×=×103kJ/h副反应：CH 3C 6H 4CH 3+→C 4H 2O 3（顺酐）+4CO 2+4H 2O + Q 3-2=×103×=×103kJ/hCH 3C 6H 4CH 3+3O 2→C 6H 5COOH （苯甲酸）+CO 2+2H 2O +Q3-3=×103×=×103kJ/hCH3C6H4CH3+2O2→C8H6O2（苯酞）+2H2O +Q3-4=×103×=×103kJ/hCH3C6H4CH3+→C5H5O3（柠槺酐）+3CO+3H2O +Q3-5=×103×=×103kJ/hCH3C6H4CH3+→8CO+5H2O +Q3-6=×103×=×103kJ/hCH3C6H4CH3+→8CO2+5H2O +Q3-7=×103×=×103kJ/h 继而得到：Q 3 = Q3-1+Q3-2+Q3-3+Q3-4+Q3-5+Q3-6+Q3-7 =×103kJ/hQ5的计算该反应中的热损失按5%计算，即：Q 5=5%×（Q1+Q3）=5%×（0+×103）=×103kJ/hQ2的计算Q2为熔岩移出反应器的热量，由反应器热量守恒可知：Q 2=Q4+Q5-Q1-Q3=.8kJ/h反应器能量衡算表根据以上计算列出氧化反应工段能量衡算表格如下：表4-2 反应工段能量衡算表（吸收热量为“+”，释放热量为“-”）。
化工计算 第五章能量衡算 第五节无化学反应过程的能量衡算
第五节 无化学反应过程的能量衡算
二、相变过程的热量衡算 气化和冷凝、熔化和凝固、升华和凝华这类相变过程
往往伴有显著的内能和相态变化，这种变化常成为过程热 量衡算的主体，不容忽略。相变过程的热量变化体现在物 系的相态发生变化而非温度的变化，进行热量衡算时需要 利用相变热的数据。
1．相变热 在恒定压力和温度下，1mol的物质发生相态变化时
H 4
C p(甲苯，液（）110.8－10）
H
＋
v(甲苯）
C dT 323
384 p (甲苯，气）
42780kJ kmol 1
高职高专“十一五”规划教材《化工计算》
第五节 无化学反应过程的能量衡算
将计算填入进出口焓表
物质 苯(液)
n 进/kmol H m,进, / (kJ·kmol-1)
0.5
高职高专“十一五”规划教材《化工计算》
第五节 无化学反应过程的能量衡算
将数据或表达式代入： H1 H 3 H 2 H 4 有： 2688000 0 784000 25116 (T4 30)
解得： T4=105.8℃
所以富吸收油的出口温度为 105.8℃
高职高专“十一五”规划教材《化工计算》
0
n 出/ kmol H m,出/ (kJ·kmol-1)
0.259
5338
甲苯(液)
0.5
0
0.389
6280
苯(气)
－
－
0.241
37600
甲苯(气)
－
－
0.111
42780
总能量衡算
Q=ΔH=Σn出H m,出-Σn进H m,进 =(0.259×5338)+(0.389×6280)+(0.241×37600)+(0.111×42780)－0 =17630 kJ·kmol-1
化工计算-能量衡算
能量衡算：Q=ΔH=0(绝热操作)
n水(H出-H进)水= n醇(H出-H进)醇 (H进)水=1507kJ/mol (H出)水=49460kJ/mol (H进)醇=0(基准)
H
醇
(19.05 9.1510-2 T )dT 出
723
T
9.1510-2 2 2 19.05(T 723) (T 723 ) kJ / mol 2 4.57510 2 T 2 19.05T 37688kJ mol /
流程图
500kg/h 44atm,450℃ 60m/s 5m
500kg/h 1atm, 360m/s
Q题过程
物料衡算
m=500/3600=0.139kg/s 能量衡算 m 2 0.139 2 EK u2 u1 (3602 602 ) 103 8.76kJ / s 2 2 EP m g( z 2 z1 ) 0.139 9.81 (5) 6.82 103 kJ / s
Clausius—Clapeyron方程
H v ln P* B RT
d ln P * H v 2 dT RT
Watson公式(已知T1时ΔHv，求T2时ΔHv)
H v 2
Tc T2 H v 1 T T c 1
0.38
标准熔化热 ΔHm（J/mol)≈9.2Tm(用于金属元素) ≈25Tm(用于无机化合物) ≈50Tm(用于有机化合物)
3
废热锅炉的能量衡算
甲醇蒸气离合成设备时的温度为450℃，经 废热锅炉冷却。废热锅炉产生4.5atm饱和 蒸汽。已知进水温度20℃，压力4.5atm。 进料水与甲醇的摩尔比为0.2。假设锅炉是 绝热操作，求甲醇的出口温度。
化工生产过程物料衡算和能量衡算
化工生产过程物料衡算和能量衡算一、物料衡算物料衡算主要是对物料在生产过程中的流动进行定量分析和计算。
它包括物料的进出口流量、过程中的转化和损失等方面。
物料衡算的目的是确定物料的流动情况，以控制和优化生产过程。
物料衡算通常涉及以下几个方面：1.原料的输入和产物的输出：从化工生产过程的角度来看，物料衡算的第一步是确定原料的输入和产物的输出。
这可以通过物料的质量或体积以及流量来衡量。
2.过程中的转化：化工生产过程中，原料经过一系列的化学反应、物理过程和分离步骤，转化成所需的产物。
物料衡算需要确定过程中每个反应、过程或分离步骤涉及的物料流量和转化率，以及产物的纯度和收率。
3.丢失与损耗：化工生产过程中常常存在物料的丢失和损耗，如挥发、固体颗粒的落地损失等。
物料衡算需要考虑这些损耗，并尽量减少它们的发生。
物料衡算的重要性在于通过对物料流动的定量分析，可以帮助工程师了解和控制生产过程中的物料转化、损耗和产物生成情况，从而优化生产过程。
二、能量衡算能量衡算是对化工生产过程中能量转换的定量分析和计算。
它涉及到能源的输入与输出以及能量的转化。
能量衡算可用于改善能源效率，减少能源消耗和废弃物的排放。
能量衡算主要包括以下几个方面：1.能源输入：能源是化工生产过程中的重要驱动力之一，常见的能源包括电能、燃料、蒸汽等。
能量衡算需要确定能源的类型、质量或热值、消耗量和运用效率。
2.能量转化：化工生产过程中会发生能量的转化，如化学反应产生的热能、电能转化为机械能等。
能量衡算需要考虑这些能量转化过程，并计算能量的转化率和损耗。
3.能源的输出：化工生产过程中也会有能源的输出，如废热、废气、废水等。
能量衡算需要确定这些能源输出的类型、质量或热值、排放量以及处理方式。
能量衡算的目的是优化能源的利用，提高能源效率，减少能源消耗和环境污染。
通过定量分析和计算能量流动，能量衡算可以帮助工程师了解和控制能源输入与输出，寻找能源转化和能耗的瓶颈，提出改进方案，提高生产过程的能量利用率。
化工计算能量衡算
化工计算能量衡算引言化工过程中，能量的衡算是一个重要的步骤。
能量衡算可以帮助工程师了解化工过程中的能量转化和能量损失情况，从而优化工艺和提高能源利用效率。
本文将介绍化工计算能量衡算的基本原理和方法，并以实际案例进行说明。
一、能量的基本概念在进行能量的衡算之前，我们需要先了解能量的基本概念和单位。
能量是物体或系统所具有的做功能力，它是物质存在的一种属性。
能量的单位通常用焦耳（J）表示。
以下是一些常见的能量单位：•千焦（kJ）= 10^3 J•兆焦（MJ）= 10^6 J•吉焦（GJ）= 10^9 J此外，化学工程中经常使用的能量单位还有千卡（kcal）和英尺磅（ft-lbf）等。
二、能量转化和传递能量在化工过程中会发生转化和传递。
常见的能量转化包括热能转化为机械能、化学能转化为热能等。
能量传递则是指能量从一个物体传递到另一个物体。
能量转化和传递的过程可以通过能量平衡方程表示。
能量平衡方程的一般形式为：$$E_{in} - E_{out} = \\Delta E_{sys}$$其中，E in表示系统收入的能量，E out表示系统输出的能量，$\\Delta E_{sys}$表示系统内能的变化。
能量平衡方程是能量衡算的基础，通过对各个能量项进行计算和衡量，可以得到系统能量的全面情况。
三、能量衡算的方法能量衡算的方法包括物料平衡法、焓平衡法和热力学计算法等。
下面分别介绍这些方法的主要原理和应用。
3.1 物料平衡法物料平衡法是一种根据物料的进出量来计算能量收支的方法。
它基于质量守恒定律，假设在化工过程中物料是不可压缩和不可消失的。
使用物料平衡法进行能量衡算的一般步骤如下：1.确定系统边界，包括进出口和反应器等；2.收集进出口的物料信息，包括物料的质量、温度、压力等；3.列出物料平衡方程，根据质量守恒定律得到进出口物质量的关系；4.根据进出口物料的属性，计算出相应的能量。
物料平衡法可以应用于各种化工过程，包括反应器、蒸馏塔、萃取塔等。
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800kPa水蒸气，130kg·min-1
第五节 无化学反应过程的能量 衡算
根据题意可知锅炉每分钟产生130kg的水蒸气，由饱和水 蒸气表知当压力为800kPa时，其温度为170.4℃，比焓为2773 kJ·kg-1。20℃的水比焓为83.74kJ·kg-1，60℃的水比焓为251.21 kJ·kg-1，代入式 Q=H2－H1，可求每分钟需供热量：
第二节 能量的基本形式
三、内能（U） 内能表示除了宏观的动能和位能外物质所具
有的能量，其大小与分子运动有关。 对于纯组分物质，内能可表示成与温度和摩尔体 积间的函数关系：
U nf (T ,Vm )
我们只能计算内能的差，或计算相对于某个参考
态的内能，而无U法2 计U算1 内n能TT12 的Cv,绝mdT对值。
化学反应过程的能量衡算
第一节 概述
一、能量衡算的意义 选择最佳操作条件，制定既经济又合理的能量消耗方案。
二、能量衡算的理论依据 热力学第一定律 ：能量既不能产生，也不能消灭
第一节 概述
三、能量衡算的应用 了解工艺过程在加热、冷却和动力等诸方面的 能量平衡及其损耗情况，从而确定设备的尺寸、 载热体的用量、冷却和动力等诸方面
KA T1 T2
qm,hc p,h
tm
120 70
120 T2 '
39.1 [(T '2 20) (120 t2 ')] / 2
t '2 67.6℃ T '2 60.5 ℃
强化传热过程的途径
根据总传热速率方程： Q KAtm
1、增大传热面积——翅片管或翅片壁面可有效增大传热面积。
第四节 能量衡算的基本方法
例：两股不同温度的水用作锅炉进水，它们流量及温度分别是 A：120 kg·min-1，30℃； B：175 kg·min-1，65℃，
锅炉压力为17×103kPa（绝压）。出口蒸汽通过内径为60mm的
管子离开锅炉。如产生的蒸汽是锅炉压力下的饱和蒸汽，计算每分 钟要供应锅炉多少千焦的热量，
295kg•min-1 、H=2793kJ•kg-1 1.7×103kPa饱和水蒸气(204℃)
第四节 能量衡算的基本方法
30℃、120kg•min-1 、H=125.7kJ•kg-1 65℃、175kg•min-1、H=271.9kJ•kg-1
295kg•min-1 、H=2793kJ•kg-1 1.7×103kPa饱和水蒸气(204℃)
值的大小与物体所在的力场有关，物体在重力场中所具有的位能 可用下式表示：
Ep mgZ
第二节 能量的基本形式
分析： 位能的大小和基准面有关，因此物体距基准
面的高度差决定了位能的大小，当物体处于基准 面上时其位能为零。由于多数化工生产过程基本 上是在地表或接近地表的高度进行的，位能对整 个能量衡算的影响一般不大，除在计算物料的输 送功率时物料的位能变化是不可忽略的外，在能 量衡算中位能皆可忽略。
H (mi Hi )2 (mi Hi )1 (295 2793) (120125.7 175 271.9)
=7.61×105 kJ·min-1=1.27×104 kJ·s-1
第五节 无化学反应过程的能量 衡算
无化学反应过程的能量衡算，一般应用 于计算指定条件下进出过程物料的焓差或 内能差，用来确定过程的热量，进而计算 出冷却或加热介质的用量或温差，因此当 过到程时Q 中，U各直2 物接 料采U1 的 用焓 式或内能可或以式从Q手 册H2 中H查1 进行计算比较简单。
第五节 无化学反应过程的能量 衡算
例：某锅炉每分钟产生800kPa的饱和水蒸气，现有两股不同 温度的水作为锅炉进水，其中20℃的水为80 kg·min-1，60℃ 的水为50 kg·min-1。试求锅炉每分钟的供热量。
解：根据题意画出流程示意图
20℃、80kg•min-1 60℃、50kg·min-1
第三节 几个与能量衡算有关的重
一、功（W） 要物理量
功是能量传递的一种形式，功是力与位移的
乘积。可表示为： W
L
0
Fdx
说明：
环境对系统作功取为正值，系统对环境作功取为
负值。热量的单位为焦耳（J） 在化工生产过程中常见的有体积功、流动功及旋
轴功的机械功等。
功只是指被传递的热量，从热力学第二定律可知，
第二，一定要有温度差或温度梯率，才会有热量的传递。
第三节 几个与能量衡算有关的
重要物理量
三、焓（H） 对于焓的定义在第二章化工常用基础数据的有关章节中已做
了介绍。
焓与内能一样，都是热力学函数中的状态函数，这种状态函 数与过程的途径无关，只与所处的状态有关。
既然焓是用来表达流动系统中能量的适当形式，为了解决问 题方便，科技工作者编制了许多形式的焓值表，并提出估算相 变热的方法，其中重要的有：
在相同的条件下(如相同的换热时间或换热面积)，逆流比并 流换热更完全；并流传热温度差的前后变化比逆流剧烈。
传热温差
对数平均温差:
tm
t1 t2 ln t1
t2
当t1 2t2或t2 2t1
tm
t1
t2 2
Q KAtm
热量衡算
换热器中冷、热两种流体进行热交换，若忽略热损失， 热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量。
热
能量衡算
本章要求：
掌握能量衡算的原理 掌握能量衡算的基本方法
主要内容：
化学反应过程的能量衡算
传热温差
传热温差
管壳式热交换器
分程隔板
管壳式换热器
单程列管式换热器
单程列管式换热器 1 —外壳 2—管束 3、4—接管 5—封头 6—管板 7—挡板
双程列管式换热器
双程列管式换热器 1—壳体 2—管束 3—挡板 4—隔板
2、提高传热的温差——尽量选用逆流操作，只是在防止最终过 热或过冷（如防止因此而产生分解、结晶或沉积物等）时才采 用并流；另一方法是提高加热流体的温度或降低冷却流体的温
化工计算
一、教 材
绪论 第一章 化工常用基础数据 第二章 化工过程参数 第三章 物料衡算 第四章 能量衡算 第五章 物料和能量联算
2
热
能量衡算
本章要求：
掌握能量衡算的原理 掌握能量衡算的基本方法
主要内容：
能量衡算的理论依据 能量衡算的基本形式 几个与能量衡算有关的重要物理量 能量衡算的基本方法 无化学反应过程的能量衡算
Ek
mu 2 2
第二节 能量的基本形式
二、动能（Ek）
由于物体运动所具有的能量，称为动能，其值表示为：
Ek
mu 2 2
物体的动能与物体运动速度的平方成正比，因此物体的
运动速度对动能的影响较大，但在化工生产过程中物料的流 动速度一般都不大，与其他能量相比较可以忽略，只有当物 料经过喷嘴或锐孔形成高速的喷射流时，在能量衡算中动能 的影响才比较明显 其值不可以忽略。
根据总传热方程Q=KAt，传热量相同时，逆流所需的传
热面积比并流小，设备尺寸随之可以减小。
例4 在某一以定尺寸的套管换热器中，热流体与冷流体 并流换热。热流体由120℃降到70 ℃，冷流体由20 ℃到 60 ℃。若换热器及有关条件（流体进口温度及流量等） 不变，将并流改为逆流，求冷流体排出温度。可设传热
能量衡算的基础是物料衡算。只有在进行物料 衡算后才能做出能量衡算。
第二节 能量的基本形式
能量衡算和物料衡算类似，要用到守恒 的概念，即要计算进入和离开特定体系的 能量值，因此必须分清不同形式的能量形 式及表示的方法。由于能量存在有多种形 式，因此能量衡算要比物料衡算复杂。
第二节 能量的基本形式
一、位能（Ep） 位能又称势能，是物体由于在高度上的位移而具有的能量。其
T1=120℃
T2=70℃
t1=20℃
t1=60℃
解：并流
t1 120 20 100 ℃
t2 70 60 10℃ tm 39.1 ℃
T2=70℃
T1=120℃
t1=20℃
t2=60℃
逆流
t1 120 60 60 ℃ t2 70 20 50 ℃ tm 54.9 ℃ t'm 55 ℃
系数、物料的比容及设备的热损失不变。
t1=20 ℃ T1=120 ℃
t2=60 ℃ T2=70 ℃
t1=20 ℃ T’2=？
t’2=？ T1=120 ℃
解： qm,hcp,h (T1 T2 ) qm,ccp,c (t2 t1) KAtm
qm,hcp,h t2 t1 60 20 t2 '20 qm,ccp,c T1 T2 120 70 120 T2 '
解：①作水的物料衡算 可知产生的蒸汽流量为120+175=295kg·min-1。 ②确定各流股的比焓
由水蒸气表查得30℃、65℃液态水及17×103kPa 时的饱和水蒸气的焓。查得的数据已填入流程图中。
30℃、120kg•min-1 、H=125.7kJ•kg-1 65℃、175kg•min-1、H=271.9kJ•kg-1
U型管式
特点：结构较浮头简单；但管程不易清洗。
板式换热器的构造
板式换热器的构造
冷水塔
冷水塔结构
传热温差
定态变温传热：传热壁面各点温度不随时间而变化， 但随传热面位置不折流
传热温差
并流和逆流
特点：并流 t2 T2 逆流 t1 T1 可能t1 T2
热量衡算（energy balance）
热量衡算的方法和步骤
a 确定衡算体系 绘制热量衡算示意图 b 确定衡算基准 进行热量衡算之前，一般先进行物料衡算
c 根据具体计算要求进行收集有关数据
选用热力学数据时应注意物料手册上的数据的基准态与 选择的温度基准态一致，否则，进行换算