吴辉忠《能量和热量的辨析》

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1、广西大学《化工设计论文》第7页GUANGXIUNIVERSITY辨析能量衡算和热量衡算的应用姓名：吴辉忠学号：0904500324指导老师：薛敏华时间：2012年6月30日摘要：在化工生产中，能量的消耗是一项重要的技术经济指标，它是衡量工艺过程、设备设计、操作制度是否先进合理的主要指标之一，而能量衡算和热量衡算是最基本的能量计算，因此作为学习化学工程与工艺专业的学生，了解和区分能量衡算和热量衡算十分重要。Inchemicalproduction,energyconsumptionisanimportanttechnicalandeconomicindicators,iti

2、stomeasuretheprocess,equipmentdesign,operatingsystemisadvancedandreasonable,oneofthekeyindicators,energybalanceandheatbalancetoberegardedasthemostbasicenergycalculation.Asastudentstudyingchemicalengineeringandtechnology,tounderstandanddistinguishbetweenenergybalanceandheatbalanceisveryimp

3、ortant.关键词：辨析，能量恒算，热量衡算正文：引言：经过大学三年系统的学习，我们已经学习了物理化学等四大化学、CAD机械工程绘图、化工仪表、化工设备基础、化工原理等重要的课程，比较系统地掌握了关于化工专业各方面的基础知识及专业知识，这个学期又在我们班主任薛老师的传授下，学习了《化工热力学》、《化工设计》两门极其重要的专业课程；薛老师是一位很专业、严谨、负责的老师，不仅在课上要求我们掌握好所学知识并学会应用，为了使我们更好的理解和掌握这些领域的知识，做真正有实学的人，又给我们布置了极有针对性又十分有意义的作业：辨析能量衡算与热量衡算的应用。一、热力学中能量与热量的定义

4、：能量，energy，物质运动的一种度量。对应于物质的各种运动形式，能量也有各种形式，彼此可以互相转换，但总量不变。热力学中的能量主要指热能和由热能转换而成的机械能，在国际单位制(SI)中，能量的单位为焦耳；热量广西大学《化工设计论文》第7页GUANGXIUNIVERSITY，指的是由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转移的能量。温度不同的两物体相接触或靠近，热量从热(温度高)的物体向冷(温度低)的物体流动，这种由于温度差而引起交换的能量，称为热量。它反映了热传递过程中，内能转移的数量，是内能转移多少的量度，是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”或“

5、含有”。因此对于热量要明确两点，第一，热量是一种能量的形式，是传递过程中的能量形式；第二，一定要有温度差或温度梯度，才会有热量的传递。而该转化过程称为热交换或热传递。热量的公制为焦耳。以热力学第一定律为依据，对生产过程或设备的能量平衡进行定量的计算，计算过程中要供给或移走的能量，称之为能量衡算。能量是热能、电能、化学能、动能、辐射能的总称。化工生产中最常用的能量形式为热能，故化工设计中经常把能量计算称为热量计算。二、能量衡算与热量衡算的理解：能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。热力学第一定律也就是能量守恒定律。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原

6、子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量平衡方程：1、基本能量平衡方程：输入能量—输出能量=积累的能量ΔH+Δu2/2+gΔZ=Q+W 或ΔH+ΔEK+ΔEP=Q+W2、一般情况：ΔEK=ΔEP≈0 绝热过程(Q=0)：ΔH=W 广西大学《化工设计论文》第7页GUANGXIUNIVERSITY无做功过程(W=0)：ΔH=Q 无功、无热量传递过程(Q=0,W=0)：ΔH=02、间歇过程能量平衡方程：3、连续过程能

7、量平衡方程：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。热量平衡方程式：1、热量衡算基本方程：根据热力学第一定律，能量衡