化工原理-熱量衡算例題

例 4 每小時有 10000度為 368K 的 5%（質(zhì)量）乙醇溶劑（原料）送入精餾塔，從塔頂送出 343K 的 95%乙醇溶劑（產(chǎn)品），從塔底送出 373K 的含 醇的廢水。在塔頂處有冷凝器從塔內(nèi)物料中取出熱量，每小時取出 106 塔每小時的熱損失為 105 塔底處有加熱釜向塔內(nèi)物料加熱，問每小時應(yīng)加入多少熱量？已知 95%乙醇溶劑的平均比熱為 ， 5%乙醇溶劑和 醇溶劑的比熱基本上與水相同，可取為 J/。 解：（ A）先用物料衡算求出每小時產(chǎn)品 量（設(shè)其為 P）與廢水量（ 10000 P）。 繪一簡圖表示過程 劃定范圍，整個 精 餾塔 取基準(zhǔn)，以小時為基準(zhǔn) 作衡算式，作乙醇的衡算 乙醇的衡算： 10000(=P(10000 解得：產(chǎn)品量為： P=516 kg/h 廢水量 10000484 kg/h （ B）求加熱釜每小時加入的熱量。 10000P 343K 95% 精餾塔 10000kg/h 368K 5% 繪簡圖表示過程 確定衡算范圍，整個精餾塔 確定 基準(zhǔn)，以 1 小時為基準(zhǔn) ，基溫為 0（即 273K）。 作衡算式： 輸入熱量（焓） 料劑的熱量 ： (1000)(36806 出熱量（焓） 產(chǎn)品的焓 =(516)(34304 水的焓 =(9484)(37306 04+06 06 量交換： q=06 05 06 06 +06=06 解出 ： Q=06 KJ/h 【例 2 2】 將 20的清水從貯水池送至水塔，已知塔內(nèi)水面高于貯水池水面 13m。水塔及貯水池水面恒定不變，且均與大氣相通。輸水管為 140 鋼管，總長為 200m（包括局部阻力的當(dāng)量長度）?，F(xiàn)擬選用 4水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為 2900r/，其特性曲線見附圖，試分別求泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時的流量、軸功率及效率。摩擦系數(shù)可按 算。 解：求泵運(yùn)轉(zhuǎn)時的流量、軸功率及效率，實(shí)際上是求泵的工作點(diǎn)。即應(yīng)先根據(jù)本題的管路特性在附圖上標(biāo)繪出管路特性曲線。 06KJ/h 冷凝 10000kg/h 368K 5% Q 散失熱 05KJ/h 9484 373K 516 kg/h 343K 95% 精餾塔 （ 1）管路特性曲線方程 在貯水池水面與水塔水面間列柏努利方程 式中 Z=13m p=0 由于離心泵特性曲線中 Q 的單位為 L/s，故輸送流量 單位也為 L/s，輸送管內(nèi)流速為： 2 = 3+ 2）標(biāo)繪管路特性曲線 根據(jù)管路特性方程，可計(jì)算不同流量所需的壓頭值，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列表如下： s 1 0 4 8 12 16 20 24 28 He/m 13 上表數(shù)據(jù)可在 4水泵的特性曲線圖上標(biāo)繪出管路特性曲線 （ 3）流量、軸 功率及效率 附圖中泵的特性曲線與管