第二章 物料衡算
质量流量W: 单位时间内流经设备的流体质 量。单位: Kg/min; kg/s
12
流体的线速度: 流体每单位时间在流动的方
向上所流经的距离。m/s u=Vo/A
摩尔流量: 单位时间内流经设备的流体的物
质的量。单位: Kmol/h; kmol/min; kmol/s
质量流量、体积流量、线速度之间的关系: W=Voρ= uAρ
※
对于只有一个或两个循环物流的简单情况,只要
计算基准和系统边界选择适当,计算常常可以简化。
※ 一般在衡算时,先进行总的过程的衡算,再对循
环系统列出方程式求解。
33
例4.9
34
35
例:乙苯用混酸硝化,原料(工业用)乙苯的纯
度为95%,混酸中(HNO332%、H2SO456%、
H2O12%),HNO3过剩率(HNO3过剩量与理论消耗 量之比)为0.052,乙苯的转化率99%,转化为对、
但随温度的变化较显著。常温常压的密度易得
ρ1 =ρ0 + αT + βT2 + γT3
式中ρ1- 液体的密度; α、β、γ- 常数
17
5、多组分液体混合物的密度 液体混合时体积变化不大
1/ρ= Σ(ωi/ρi)
ωi - i组分的质量分数
18
6、 多组分液体混合物的体积流量
(1)产量为已知时按反应计量式折算原料的质量流量。
液在常压、19℃的密度 。
4) 反应物密度为250kg.m-3,每天生产2400Kg 乙酸丁脂,如果要求乙酸转化率为50%,求初始 浓度CA0与原料流量。乙酸与丁醇摩尔比相等。
43
5)含有苯(B)、甲苯(T)、二甲苯(X)
分别为50%、30%、20%的混合物,以 30000kg/d的流量进入一个由两座精馏塔组成
氯苯的收率;
反应的选择性;
反应生成的氯化氢总量;
反应消耗的氯气总量。 78,112.5,147,181.5
21
解: 以100产物氯苯为计算基准。苯、氯苯、二氯苯、三
氯苯的分子量分别为78,112.5,181.5。按此基准出口
产品混合物中有苯200kg,氯苯100kg,二氯苯8kg,三
算不能算出循环量。 这类问题有两种解法。 (1) 试差法:估计循环流量,继续循环至循环回流的那一 点。 一直计算到估计值与计算值之差在一定误差范围内。
将估计值与计算值进行比较,并重新估计一个循环值,
32
(2) 代数解法:在循环存在时,列出物料平衡方程式,
并求解。一般方程中以循环量为未知数,
应用联立方程的方法求解。
39
(5)反应消耗乙苯: 剩余乙苯:
(6)反应消耗HNO3:
剩余HNO3: (7)反应生成的H2O:
40
最后将物料衡算列成表格:
41
42
作业:1) 一混合物中苯和甲苯的质量分数分别为
0.4和0.6, 求苯和甲苯的摩尔分数。 2) 混合物中乙醇和水的质量分数分别为 0.6和0.4, 求此混合物的平均分子量。 3) 常压19℃下, 液体乙醇的密度为0.795g/cm3,水的 密度为0.9982g/cm3,估算质量分数为30%的乙醇水溶
邻、间位分别为52%、43%和4%,若年产300吨
对硝基乙苯,年工作日300天,试以一天为基准作
硝化反应的物料衡算。
36
解:1)每天应生产的对硝基乙苯的量为: 300× 1000/300=1000kg (2)每天需投料乙苯:
106 .17 1000 1351kg x 151 .17 0.52
单元时间作为空间基准和时间基准。
衡算式:对任一组分A在单元时间Δτ、单元体积ΔV内:
[A的进入量] =[A的积累量]+[A的离开量]+[A的反应量]
目的:给出反应物浓度或转化率随反应器内位置或时
间变化的函数关系。
5
三、物料衡算的基本方程式
微元时间,微元体积内: W入 = W出 + W消耗 + W累积
“化工三算”
反应器计算依据: 物料恒算 热量恒算
设备计算
1
反应器计算基本方程式
反应器计算中所应用的基本方程式:
-物料衡算式;
-热量衡算式;
-反应动力学方程式; -动量衡算式(较大压力降并影响反应速 度)。
2
2.5
物料衡算
一、物料衡算的目的
(1)原材料消耗定额,判断是否达到设计要求。 (2)各设备的输入及输出的物流量,摩尔分率组 成及其他组成表示方法。 (3)作为热量计算的依据。
苯,主反应为:
C6H6 + Cl2
式如下:
C6H5Cl + HCl
同时有副反应发生,生成二氯苯和三氯苯, 反应
C6H6 + 2Cl2 C6H6 + 3Cl2
C6H4Cl2 + 2HCl C6H3Cl3 + 3HCl
20
已知鼓泡反应器的产物中, 主、副反应产物和未反 应的苯的重量比为:
氯苯:二氯苯:三氯苯:苯=1:0.08:0.016:2, 求 苯的转化率;
Vo =(G1+G2+U惰)/ρ混 CAO= (ωA G/ MA )/ Vo
(2)已知反应混合物的密度求初始浓度。
CAO=1×ρ混/ (1×MA+Mini)
ni -A 为基准(1摩尔)时的其它物质的摩尔比。
19
八、物料衡算例题
1、 直接使用反应计量方程作物料衡算
例4.5 在鼓泡反应器中进行苯的氯化反应生成氯
氯苯1.6kg,需要加入反应器的苯量计算如下(100%):
22
23
24
25
2、 复杂反应体系使用产物、副产物 各自的收率数据作物料衡算
化工生产中,比较方便的办法是到生产现场或中 间试验厂实测主产物和副产物各自的收率。如果
设计的项目,它的生产条件与实测收率的生产条
件相近,就可以用生产现场或中试得到的收率来 做物料衡算。
(1) 物理变化过程衡算:总质量或总分子物质的量恒等; (2) 化学反应过程衡算: 原子的总量衡算等 。
6
四、物料衡算的基准
(1)时间基准
连续操作过程,单位时间可取1d、1h、或1s等
(2)批量基准
间歇操作过程,按投入一批物料的数量为基准
(3) 质量、量、体积等为基准
7
26
27
28
29
3、 带有物料循环的流程的物料衡算
带有物料循环的流程示意图
30
对循环系统来说,有单程转化率、单程收率和总
转化率、总收率之分,由于原料循环,新鲜原料
在系统内经过反应器若干次,达到的转化率和收
率比经过反应器一次的转化率和收率高。
31
如果有循环物流的话,由于循环量不知道,逐次单元计
x
j 1
Nc
ij
1(i 1,2,, N s )
式中xij
Ns Ne
第j组分在第i股物流中的摩尔分数;
物流的股数 物流组分数
9
(II)设备约束式
常见的设备约束式有:
① 进料比为一常数
② 两股物流具有相同的组成
③ 相平衡常数
④ 化学平衡常数
⑤ 化学反应过程中的转化率、选择性或其他限度。
13
2、 摩尔分数和质量分数
摩尔分数: 混合物中某组分物质的量与混合 物的物质的量之比。xi=ni/nt ni — i组分的物质的量,mol ; nt — 混合物的物质的量,mol。
14
对于流动物系; xi=Fi/Ft , Fi – i组分的摩尔流量; Ft - 混合物总物汁的量。
质量分数:混合物中,某组分的质量与混
合物质量之比。ωi
Байду номын сангаас
15
质量分数与摩尔分数的相互转换:
摩尔分数 xi=(ωi/Mi) ÷ (ωi/Mi +ωj/Mj)
质量分数 ωi=(xiMi) ÷ (xiMi + xjMj)
3、混合物的平均分子量:
M = Σ (Mixi)
Mi-i组分相对分子质量
16
4、 单组分液体的密度
在一般压力下,液体的密度随压力的变化不大,
3
二、物料衡算的依据
年工作时间及操作方法。
(1)设计任务书中确定的技术方案、产品生产能力、 (2)建设单位或研究单位所提供的要求、设计参数
及实验室试验或中试等数据。
(3)工艺流程示意图。
例:生产能力为1000t/a的硝基苯生产中,对苯的硝
化阶段进行物料衡算。P3页例题
4
物料平衡的方程---质量守恒定律 基 准: 取温度、浓度等参数保持不变的单元体积和
10
常见物理过程的物料衡算
1. 混合
2. 连续蒸馏
3. 增湿 4. 气体混合物部分冷凝 5. 液体混合物部分汽化 6. 闪蒸 7. 物理吸收 8. 提浓
11
七、 物料衡算中用到的基本量
1、 流体的流量和流速
体积流量Q: 单位时间内流经设备的流体体 积。单位: m3/min; m3/s
五、物料衡算步骤:
①陈述的问题 ②列出可获得的数据 ③画出衡算方框图 ④对物流流股及各组分编号
化工计算与软件应用(包宗宏)2
OVHD
FEED
COLUMN
5000 lbmol/hr
10 mole % acetone
90 mole % water
BTMS
南
京 工
Specification: 99.5 mole % acetone recovery
业
大 学
Ideal
Equation of
Activity Coefficient
“App”文件夹:对对 子各于 组电分种解,化质各过级工程电过,离数过程据程完包的文反整件应模中方包程拟含式的了、体化文系学件中 反的 应;全 平部 衡分 常子 数组 与分 各与 离离 子
对的二元交互作用参数。以软件自带的“.bkp” 数据包文件作为模
拟计算的起点,可以免除物性方法选择、反应方程式输入等步骤,
8/40
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点
(2) 选择合适的物性计算方法。ASPEN PLUS软件把模拟计 算一个流程所需要的热力学性质与传递性质的计算方法与计算 模型都组合在一起,称之为性质方法,每种性质方法以其中主 要的热力学模型冠名,软件中共有80多种性质方法供操作者选 择使用。针对不同的模拟体系,选择合适的性质方法用于模拟 过程是获得正确计算结果的前提。
(2)选定计算基准。温度的因次可采用“℃”或“K”,压力 的因次可采用“kPa”、“atm” 或其它,压力基准可选用绝对压 力或表压。
物流量的计算基准可选质量基准、摩尔基准、体积基准。对
南 京
于连续生产,以“s、h、d”作为投料量或产品量的时间基准。
工 业
用模拟软件进行衡算时,以单位时间的投料量为起点进行计
包
Approach State Approach Model Approach
物料衡算
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。
食品工程原理 第二章 衡算方程
qm1
m
qm2
dm
qm1 - qm2 d 流动为稳定流动时,积累量为零,上式即转化为连续性方程。
(二)无化学反应的多组分系统 对单个组分分别进行质量衡算:
qm 2i
- qm1i
dmi
d
0
qm 2 w2 i
- qm1w1i
dmi
d
0
对于n个组分,可写出n个衡算方程,加上总衡算方程,共
在无物料损失的情况下,对于稳态过程,应有:
m
n
qm1i qm2 j
i 1
j 1
m
n
qm1i w1iA qm2 j w2 jA
i 1
j1
解简单流动系统质量衡算问题的步骤: (1)画出过程框图,标出物料的名称、物料量、组分浓 度、温度、密度等; (2)选择计算基准; (3)列物料衡算方程,对每一种组分均可作物料衡算, 然后解此方程组。
qn2 x2i
- qn1 x1i
dni
d
Ri
总质量衡算式:
dn
qn2 - qn1 d R
总摩尔生成速率R应根据反应的化学计量关系确定。可以 选择一种产物或生成物作为基准,用此基准来表示其它组 分的摩尔生成速率。
[例2-1-3]甲醇的制造按下列反应式进行:
CO+2H2
CH3OH
生产流程如附图所示,将反应气体通入以ZnO-Cr2O3为催
01 2
01 2
解:选择附图中虚线所示的范围为控制体,其控制面为截面
S1、S2和靠近大管内壁的流体层(不包括管壁)。由于流体 作一维流动,流速u与ux相等,并且流速与截面S1、S2的法
线方向平行,cosa=±1。在湍流条件下,截面上的速度分布
物料衡算
三.工艺设计计算3.1 物料横算3.1.1物料衡算的意义物料横算,是在已知产品规格和产量前提下算出所需原料量、废品量及消耗量。
同时,还可拟定出原料消耗定额,并在此基础上做能量平衡计算。
通过物料横算可算出:(1)实际动力消耗量(2)生产过程所需热量或冷量(3)为设备选型、决定规格、台数(或台时产量)提供依据(4)在拟定原料消耗定额的基础上,可进一步计算日消耗量,每小时消耗量等设备所需的基础数据。
综上所述,物料衡算是紧密配合车间生产工艺设计而进行的,因此,物料衡算是工艺设计过程的一项重要的计算内容。
3.1.2物料横算的方法塑料制品的生产过程多采用全流程、连续操作的形式。
物料衡算的步骤如下:(1)确定物料衡算范围,画出物料衡算示意图,注上与物料衡算有关的数据。
物料衡算示意图如下:(2)说明计算任务。
如:年产量、年工时数等。
(3)选定计算基准。
生产上常用的计算基准有:①单位时间产品数量或单位时间原谅投入量,如:kg/h,件/h,t/h(连续操作常采用此种基准);②加入设备的原料量(间歇操作常采用此种基准)。
(4)由已知数据,根据下列公式进行物料衡算:ΣG1=ΣG1+ΣG3式中:ΣG1——进入设备的物料量总和ΣG2——离开设备的正品量和次品量总和ΣG3——加工过程中物料损失量总和(5)收集数据资料。
一般包括以下方面:①年生产时间:连续生产300~350 d间歇生产200~250 d连续生产时,年生产的天数较多,在300d左右,其他时间将考虑全长检修,车间检修或5%~10%意外停机。
当间歇生产时,就要减去全年的休息日,目前为双休日加上法定假日全年约为110d,所以间歇生产比连续生产少110个工作日。
总之,确定了每年有效地工作时数后就能正确定出物料衡算的时间基准,算出每小时的生产任务,进而在以后的计算中选定设备的规格。
具体的选择天数要通过分析得出。
②有关定额、合格率、废品率、消耗率、回收率等。
在任何一个产品加工过程中,合格产品都不是百分之百。
物料衡算
4.选择物料计算基准
•计算基准即作物料衡算时先确定的某一股物料的量。
•在物料、能量衡算中,计算基准的选取至关重要,从 原则上说选择任何一种计算基准,都能得到正确的解 答。
•在一般化工计算中,根据过程的特点选择计算基准大 致可以从以下几个方面考虑:
(1)时间基准:以一段时间的投料量或产量作基准
(2)质量基准:当系统为液、固相时,选择一年的质 量原料或产品作为计算准则
第一节 概述 第二节 物理过程的物料衡算 第三节 化学过程的物料衡算 第四节 连续过程的物料衡算 第五节 物料流程图
学习目标和重点
重点:
✓ 物料衡算的作用、任务 ✓ 物料衡算一般工程式及基本概念,物料衡算方法及步骤 ✓ 物理过程的物料衡算(吸收过程的物料衡算,整流过程的物料
衡算,干燥过程的物料衡算,萃取过程的物料衡算) ✓ 化学反应过程的物料衡算(简单的反应器,复杂的反应器) ✓ 连续的物料衡算(串联,并联和旁路,循环)
根据不同过程的特点,选择计算基准时,应 该算基准。
对液体或固体的体系,常选取单位质量作基准。
对连续流动体系,用单位时间作计算基准有时较 方便。
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。
对于间歇体系,可选择加入设备的批量作基准。
系统)
2、非稳定操作状态 非稳定操作时,积累的物料量不为零 (1)有化学反应 输入的物料量-输出的物料量-反应消耗的物料量
+反应生成的物料量=积累的物料量 即为通式。 (2)无化学反应
输入的物料量-输出的物料量=积累的物料量
四、物料衡算的基本方法和步骤
进行物料衡算时,必须首先确定衡算的体系。 所谓体系就是物料衡算的范围,它可以是一个设备或 几个设备,也可以是一个单元操作或整个化工过程, 可以根据实际需要人为地选定,体系的确定以能简化 解题为原则。
化工中物料衡算和热量衡算公式
化工中物料衡算和热量衡算公式一、物料衡算公式1.物料总量计算公式物料总量计算公式可以根据物质的密度(ρ)和体积(V)来计算。
公式如下:物料总量=密度×体积2.物料质量计算公式物料质量计算公式可以根据物质的密度(ρ)、体积(V)和物质的质量(m)之间的关系得出。
公式如下:质量=密度×体积3.物料浓度计算公式物料浓度计算公式可以根据溶质的质量(m)和溶液的体积(V)来计算。
公式如下:浓度=质量/体积4.溶液的重量和体积之间的关系溶液的重量可以根据溶液的密度(ρ)和溶液的体积(V)相乘得到。
公式如下:重量=密度×体积1.热量传递计算公式热量传递计算公式可以用于计算传热功率(Q)和传热面积(A)之间的关系。
公式如下:Q=h×A×ΔT其中,h为传热系数,ΔT为温差。
2.物料的热量计算公式物料的热量计算公式可以根据物料的质量(m)、比热容(Cp)和温度变化(ΔT)来计算。
公式如下:热量=质量×比热容×温度变化3.水的蒸发热计算公式水的蒸发热计算公式可以根据水的质量(m)和蒸发热(ΔHvap)来计算。
热量=质量×蒸发热三、补充说明1. 密度(ρ)是物质单位体积的质量,常用的单位有千克/立方米(kg/m^3)或克/立方厘米(g/cm^3)。
2. 比热容(Cp)是物质单位质量的热容量,表示单位质量物质温度升高1℃所需的热量,常用的单位是千焦/千克·℃(kJ/kg·°C)或焦/克·℃(J/g·°C)。
3.传热系数(h)是衡量热传导性能的参数,表示单位面积上的热量流入或流出的速率,常用的单位是瓦特/平方米·℃(W/m^2·°C)。
4.温度变化(ΔT)是物质的温度差,常用的单位是摄氏度(℃)或开尔文(K)。
5. 蒸发热(ΔHvap)是物质从液态转变为气态所需的热量,常用的单位是焦耳/克(J/g)或千焦/千克(kJ/kg)。
(2)物料衡算及设备选型
目 录 上 一 页 下 一 页 退 出
设备选型方法:
1. 应根据每一个品种 单位时间(小时或分钟)产量 的物料
平衡情况和设备生产能力来确定所需设备的台数;
2. 若有几种产品都需要共同的设备,在不同时间使用时,应 按处理量最大的品种所需要的台数来确定; 3. 关键设备应考虑有备用设备; 4. 后道工序设备的生产能力要略大于前道工序。
■真空浓缩设备:
(按加热器结构分有)盘管式、中央循环式、升膜 式、降膜式、片式、刮板式、外加热式等。
■排气设备、杀菌设备:
立式、卧式、常压连续式、回转式等。
3、热处理设备
(1)热交换设备
■列管式热交换器:广泛应用在蕃茄汁/果汁/乳品等液体食 品的生产过程中,大多用作高温短时或超高温短时杀菌 和杀菌后的及时冷却; ■板式热交换器:用于牛奶高温短时或超高温杀菌,也可 作为食品液料的加热杀菌和冷却; ■辊筒式杀菌器:一般作鲜奶及稀奶油的消毒,适于中小 型乳品厂; ■夹层锅:用于物料的热烫/预煮,调味液配制及熬煮一些 浓缩产品; ■连续预煮机:广泛用于蘑菇/青刀豆/青豆/蚕豆等各种原料 的预煮。
5、 设备结构 合理, 材料性能 可适应各种工作条 件(如温度、湿度、压力、酸碱度等)。 6、在温度、压力,真空度、浓度,时间、速度, 流量、液位,计数和程序等方面有合理的控制系 统,并尽量采用自动控制方式。
二、食品工厂主要设备的选择
【食品厂设备类型】
食品工厂生产设备大体可分四个类型:
计量和储存设备 通用机械设备
9.原材料单耗 (1)主原料(t/t产品) (2)辅料(t/t产品) (3)水(t/t产品) (4)电(kWh/t产品) (5)蒸汽(t/t产品) (6)冷量(kJ/t产品) 10.总投资(万元) (1)设备价值 (2)材料费 (3)运杂费 (4)建筑工程费 (5)工资 (6)其他
化工——第二章_3(衡算)
分析: 求流量qv 已知d 求u 直管
qv 3600u
判断能否应用?
4
d2
任取一截面
气体
柏努利方程
解:取测压处及喉颈分别为截面1-1’和截面2-2’
截面1-1’处压强 :
P1 Hg gR 13600 9.81 0.025 3335 Pa(表压)
截面2-2’处压强为 :
1.20kg / m
2
3
2
u1 3335 u 2 4905 2 1.20 2 1 .2
化简得:
u 2 u1 13733
由连续性方程有:
2
2
(a)
2
u1S1 u2 S 2
0.08 d1 u1 u 2 u1 d 0.02 2
求△Z
柏努利方程
并以截面2-2’的中心线为基准水平面,在两截面间列柏努利
方程式:
u p1 u2 p2 gZ1 H e gZ 2 hf 2 2
2 1
2
式中: Z2=0 ;Z1=?
P1=0(表压) ; P2=9.81×103Pa(表压)
qv qv 5 u2 1.62 m / s 2 S d 2 3600 0.033 4 4
④静压能(流动功)
1 2 单位质量流体所具有的动能 u ( J / kg ) 2
通过某截面的流体具有的用于
克服压力功的能量
流体在截面处所具有的压力
F pS
流体通过截面所走的距离为
V pV ( J ) 流体通过截面的静压能 Fl pS S V 单位质量流体所具有的静压能 p p / ( J / kg ) m
工厂设计-物料衡算
➢ 物料衡算是化工计算的主要内容之一。 ➢ 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量
衡算、设备选型及计算三部分内容。
➢ 物料衡算是工艺计算的基础,在整个工艺计 算工作中开始的最早,并且是最先完成的项 目。
➢ 当生产方法确定并完成了工艺流程示意图设 计后,即可进行物料衡算。
➢ 由此设计工作由定性分析转入定量计算。
4.2.3 食品机械结构特征代号是表示食品机械的主要工作部件 动作的形式(如冲、印、滚、压等),用汉语拼音第一个大写 字母表示。
4.2.4 食品机械生产能力代号是表示食品机械在单位时间内, 所加工出的产品的实际能力,用阿拉伯数字表示。应以kg/h、 L/h、m/h、m3/h、瓶/h、只/h等为计量单位。
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■ 物料衡算是设备选型的根据,而设备选型则 要符合工艺的要求。设备选型是保证产品质量 的关键和体现生产水平的标准,又是工艺布置 的基础,并且为动力配电,水、汽用量计算提 供依据。
■设备选型应根据每一个品种单位时间(小时 或分)产量的物料平衡情况和设备生产能力采 确定所需设备的台数。若有几种产品都需要共 同的设备,在不同时间使用时,应按处理量最 大的品种所需要的台数来确定。对生产中的关 键设备,除按实际生产能力所需的台数配备外, 还应考虑有备用设备。后道工序设备的生产能 力要略大于前道工序,以防物料积压。
豆制品 加工机
械
冷饮加 工机械
肉类蛋 品加工
机械
G
糕点(饼干)成型加工机械及包馅、油炸、蒸制等 加工机械和包装机械
T
糖果制品成型加工机械和设备及熬糖、包糖等机械
D
豆类、淀粉类加工机械及其除杂、清洗、破碎等机 械
L
小型汽车水饮料加工设备及冷冻食品等加工机械
第二章 物料衡算
基准:1kg进料
(对于蒸馏塔∵四个未知数,∴应列四个独立方程:总1、组分1、其他2)
总物料:1+R=B+D C5H12组分:0.5×1+0.95R=0.04B+0.95D 另外: 解得: D=W+R
⑴ ⑵ ⑶
R/W=0.6
⑷
W=0.51(kg);B=0.49(kg);R=0.31kg);D=0.82(kg)
第二节
物料衡算的基本方法
进行物料衡算时,为了避免错误,必须掌握解
题技巧,按正确的解题方法和步骤进行。 物料衡算的一般步骤:(P77)
1、收集计算数据。 如,流量、温度、压力、浓度、密度等。这些
数据,在进行设计时,常常是给定值。如果从生产
现场收集,应尽量准确。 2、画出物料流程简图。 在图中,应注明所有已知和未知变量,并标出 每个流股编号。使衡算思路更明朗。
F物流:X f1 X f 2 ...... X f k 1 P物流:X p1 X p2 ...... X pk 1 W物流:X w1 X w2 ...... X wk 1
所以,在组分物料衡算式中,任意一个组分的
质量分数均可用其它组分的质量分数替换。即, 在K个组分衡算式中,只有(K-1)个方程是独立的。 所以,对于简单过程,若有K个组分的(K+1)个 物料衡算式中,K个衡算式是独立的。
(各精馏塔为一个设备,则有 2个设备、有6个独立方程)
物料衡算方程: 对于塔Ⅰ: 总物料 对于苯 1000=S2+S3 0.5×1000=0.95 S2+X3BS3 ⑴ ⑵
对于甲苯
0.3×1000=0.03 S2+X3TS3
⑶
对于塔Ⅱ:
