现代化工计算单元4单一化工过程能量衡算(教材)ppt课件.ppt

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1、*单元4单一化工过程能量衡算1任务1计算显热任务2计算相变潜热任务3计算溶解与混合过程热效应任务4计算化学反应过程热效应任务5计算气体压缩功单元4单一化工过程能量衡算*单元4单一化工过程能量衡算2一、采用Excel计算显热（一）理想气体状态变化过程的显热计算☆方法1:采用常压下的cp=f(T)的表达式进行积分计算☆方法2:采用常压下真实恒压摩尔热容与温度的曲线图计算☆方法3:采用常压下真实恒压摩尔热容与温度数据表进行计算☆方法4:采用常压下的平均恒压摩尔热容计算☆方法5:采用焓值数据计算（二）真实

2、气体状态变化过程的显热计算☆方法1:采用加压下的cp=f(T,p)的表达式进行积分计算☆方法2:采用cp~T,p曲线图进行计算☆方法3:采用平均恒压热容与T,p关系曲线图进行计算☆方法4:采用普遍化热容差图校正常压热容数据进行计算二、采用ChemCAD计算显热任务1计算显热返回*单元4单一化工过程能量衡算3任务1计算显热知识目标：掌握显热的概念、显热的计算方法。能力目标：能用Excel、ChemCAD计算理想气体和真实气体的显热。☆物料在无相变化和化学变化时与外界交换的热量称为显热。一、采用Exc

3、el进行显热计算（一）理想气体状态变化过程的显热计算例4-1计算常压下10molCO2从100℃~400℃所需的热量。解：方法1:采用常压下的真实恒压摩尔热容与温度的经验公式，即cp=f(T)的表达式进行积分计算。计算公式为：cp=f(T)=a0+a1T+a2T2+a3T2(无机类气体)(4-2a)cp=f(T)=a0+a1T+a2T2+a3T3(有机类气体)(4-2b)*单元4单一化工过程能量衡算4任务1计算显热一、采用Excel进行显热计算（一）理想气体状态变化过程的显热计算例4-1计算常压

4、下10molCO2从100℃~400℃所需的热量。解：方法1:采用常压下的真实恒压摩尔热容与温度的经验公式，即cp=f(T)的表达式进行积分计算。计算公式为：cp=f(T)=a0+a1T+a2T2+a3T2(无机类气体)(4-2a)cp=f(T)=a0+a1T+a2T2+a3T3(有机类气体)(4-2b)常数a0,a1,a2,a3可以通过文献查取,或者通过实验测定。通过前两种途径获取数据有困难时,这些常数也可以根据分子结构,用基团贡献法推算，具体可参阅有关书籍。将cp=f(T)表达式代入(4-1

5、)积分可得Qp之值*单元4单一化工过程能量衡算5任务1计算显热一、采用Excel进行显热计算（一）理想气体状态变化过程的显热计算例4-1计算常压下10molCO2从100℃~400℃所需的热量。解：方法1:采用常压下的真实恒压摩尔热容与温度的经验公式，即cp=f(T)的表达式进行积分计算。计算公式为：Perry手册上cp=f(T)的形式比较复杂,以下是cp表达式及其积分式*单元4单一化工过程能量衡算6任务1计算显热一、采用Excel进行显热计算cp=f(T)的数据如右表,Qp的积分式计算可采用Ex

6、cel,具体可分为:(1)单元格驱动法(2)自定义VBA函数计算法（一）ig状态变化过程Qp计算方法1:采用cp=f(T)的表达式进行积分计算。返回*单元4单一化工过程能量衡算7任务1计算显热一、采用Excel进行显热计算计算原理：（一）ig状态变化过程Qp计算方法2:采用常压下的真实恒压摩尔热容与温度的曲线图进行计算计算公式:☆当T较小或在计算T1~T2内cp~T近似直线关系时才能用此法!如何获取?由平均温度查图得或代入cp=f(T)中算出返回*单元4单一化工过程能量衡算8任务1计算显热一、

7、采用Excel进行显热计算具体处理方法:(1)采用任意温度区间平均恒压热容法,同方法2计算平均温度,查出对应cp（一）ig状态变化过程Qp计算方法3:采用常压下真实恒压摩尔热容与T的关系数据表进行计算(2)由表格通过Excel回归成cp=f(T)经验公式,同方法1回归表达式:cp=21.691+0.0633T4E-05T2+1E-08T3最终结果为：Qp=135325.4J返回*单元4单一化工过程能量衡算9任务1计算显热一、采用Excel进行显热计算计算原理与公式:Qp=面积A2T2T0A面积

8、A1T1T0A（一）ig状态变化过程Qp计算方法4:采用常压下的平均恒压摩尔热容计算式中t0——基准态温度，工程上常取0℃和25℃。平均恒压热容是t0~t1精确值,由前人通过积分计算,并绘制成图和归纳成表!当取t0=0℃时:*单元4单一化工过程能量衡算10任务1计算显热一、采用Excel进行显热计算（一）ig状态变化过程Qp计算方法4:采用常压下的平均恒压摩尔热容计算=10(43.250400－38.112100)=134888J=10(43.3400－38.4100)=