物料衡算

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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。 3. 对连续流动体系,用单位时间作计算基准有时较方便。

4. 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。

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物料衡算的步骤

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