銀器

[拼音]:guocheng relixue fenxi

[英文]:thermodynamic analysis of process

化工熱力學的一項研究內容,即應用熱力學第一定律和第二定律分析化工過程,以確定在過程中有效能損失的數量、分佈和原因,目的在於瞭解過程中的能量利用情況和節約途徑,為過程的優化和不同過程的比較提供依據。

有效能的損失,按原因可分為:

(1)排出損失,這是生產中的洩漏和散熱以及廢棄物和未利用物料排出的損失;

(2)不可逆損失,這是由壓力差推動下的流體流動,濃度差推動下的質量傳遞,以及化學勢差推動下的相變化和化學反應所引起的損失。

方法

過程熱力學分析的基礎是有效能損失的計算,有兩種計算方法:

有效能分析法

通過物料衡算和能量衡算,計算系統中各進出物流的流量和狀態引數以及系統與環境間交換的熱和功,計算各物流的系統有效能和熱量有效能,然後按下式計算有效能的損失:

式中 B彵和B彺分別為進入和離開系統的物流的系統有效能;B悺為熱量有效能;Wj為系統與環境間交換的有用功,系統作功時為正值,得功時為負值。採用有效能分析法不僅可求得有效能的不可逆損失,還可求得排出損失,便於考慮對排出有效能的回收利用。

熵分析法

通過物料衡算和能量衡算,計算系統中各進出物流的流量和狀態引數以及系統與環境間交換的熱和功;計算進出系統的物流熵;然後按下式計算有效能損失:

式中S彵和S彺分別為進入和離開系統的物流熵;Qk為系統與環境間交換的熱量;T0為環境溫度。對於絕熱定態流動過程:

熵分析法計算簡便,但只能求得有效能的不可逆損失,不能求得排出損失。

應用

主要應用於:

(1)為工廠改進操作和採取節能措施提供依據;

(2)將過程熱力學分析與過程控制結合起來,可實現生產過程的優化控制;

(3)通過熱力學分析和對不同生產過程或設計方案的對比,為工藝的改革和設計的優化提供依據。目前熱力學分析與化工過程分析相結合,已用於計算機輔助設計。