Баланс материально-тепловой

Для решения таких технологических задач обычно используется метод составления материальных и тепловых балансов, основанный на бесспорном положении, согласно которому после изменения фазового состояния количество вещества в системе остается тем же, что и до процесса, а количество энергии изменяется на величину сообщенного или отведенного тепла. [c.65]

Так как в уравнение входит расход пара у (в кг), то для составления материального баланса необходимы данные теплового баланса. Приход тепла. [c.301]

Рис. 8. 3. К материальному п тепло-цому балансу ректификационной колонны.

Численное решение одномерных уравнений материального и теплового баланса с учетом процессов продольного переноса вещества и тепла и реакции первого порядка с аррениусовской температурной зависимостью проведено в работе [c.305]

Такое математическое описание представляет собой систему уравнений, выражающих для выбранных процесса и аппарата законы сохранения массы и энергии — материальные балансы по отдельным химическим веществам, балансы тепла и кинетической [c.77]

Так же как и материальный баланс, энергетический баланс можно составлять для всего производственного процесса или для отдельных его стадий. Энергетический баланс может быть составлен Д.ТЯ единицы времени (час, сутки), для цикла работы, а также на единицу исходного сырья или готовой продукции. При составлении теплового баланса количество тепла, содержащегося в тех или иных материальных потоках, отсчитывают от какого-либо температурного уровня, чаще всего от 0°. [c.10]

Регенерацию адсорбента производят подогретым газом, обычно азотом. Для нагревания адсорбента не обязательно нужен сухой газ, а для охлаждения необходим только сухой газ. Количество тепла, вносимое греющим газом, можно подсчитать лишь приближенно, так как регенерация обусловлена нестационарным процессом массо- и теплообмена. Приближенно можно считать процесс стационарным и составить материально-тепло-рой баланс с учетом затрат тепла по элементам I) нагревание массы адсорбента 2) нагревание адсорбера 3) десорбция влаги 4) потери тепла с отходящим азотом 5) потери тепла в окружающую среду 6) потери тепла в печи. [c.455]

Математическое описание двухстадийного процесса в адиабатическом реакторе идеального вытеснения получим в виде трех уравнений (материальных балансов по А и Алф и тепла) все уравнения записаны для элементарного объема реактора и [c.138]

Определенный компромисс в использовании теоретических представлений о процессе и имеющихся результатов его экспериментального изучения обусловил широкое применение экспериментально-аналитического метода составления моделей [24]. Применительно к математическому описанию непрерывного процесса культивирования микроорганизмов это означает построение моделей на основе упрощенного представления о механизме микробиологического синтеза культуры в целом и использования балансовых соотношений баланса по веществам, образуемым и расходуемым, т. е. материального баланса, и баланса по теплу, т. е. теплового баланса ферментера. [c.16]

Секцию питания ректификационной колонны, разделяющей бинарную смесь, можно рассчитать и чисто аналитическим путем. Как будет показано в последующем изложении, для установления конкретного режима разделения в колонне необходимо, при заданном составе и энтальпии сырья и рабочем давлении по высоте аппарата, назначить еще четыре определяющих иараметра. Так, можно закрепить желательные концентрации уи и хд НКК в дистилляте и остатке и, например, паровое число или величину подвода тепла в кипятильник ( д/-й и концентрацию одного из потоков тарелки питания. Вместо значения ( д/Л можно принять. чюбой из элементов ректификации, связанный с тарелкой питания, ибо и в этом случае рабочий режим разделения в колонне определится полностью. В самом деле, из материальных балансов, связывающих количества и составы потоков, поступающих на тарелку питания и отходящих с нее, можно получить [c.163]

Вследствие высокой температуропроводности реакторы с кицящим слоем являются аппаратами идеального смешения по теплу и тепловой баланс для них составляется в целом по реактору. Поэтому основу математической модели реакторов составляет система уравнений материального баланса веществ в изотермических условиях. [c.312]

Расходы тепла на проведение однократных процессов испарения и конденсации однородных в жидкой фазе при точке кипения растворов частично растворимых веществ удобнее всего определять по тепловым фазовым диаграммам. Пусть исходная жидкая система состава а и веса L, находящаяся при некоторой температуре tf , более низкой, чем ее точка кипения под заданным внешним давлением, нагревается до температуры t однократного испарения и равновесно разделяется на две фазы— паровую и жидкую. Пусть вес паровой фазы О, состав у и теплосодержание Q, вес жидкой фазы g. состав х и теплосодержание д. Если начальное теплосодержание сырья составляло Q , и на его нагрев от о до t было затрачено У калорий тепла, то можно написать следующие уравнения теплового баланса процесса и материального баланса по общему весу потоков и по весу содержащегося в них компонента w [c.62]

Основной статьей расходной части баланса является тепло коксового пирога, составляющее 45—50% от всего расхода тепла. Для подсчета этой статьи нужно знать валовой выход кокса (по материальному балансу), температуру коксового пирога (для современных печей обычно около 1000° С) и теплоемкость кокса. [c.239]

ООО — 4 435 ООО = 3 535 ООО Это тепло подается в низ стабилизатора путем циркуляции через печь части нижнего продукта. Материальный баланс абсорбера-десорбера установки типа А-12/9 приводится в табл. 21. Материальный баланс абсорбера II ступени приведен в табл. 22. [c.152]

Аналогично материальным составляются энергетические балансы, учитывающие тепло реакций, тепло, подводимое или отводимое для проведения процессов, потери тепла в атмосферу и т. д. В качестве примеров приводим упрощенные тепловые балансы производства фосфора и коксования каменных углей. [c.23]

Уже отмечено, что математическое описание физико-химических процессов представляет собой систему уравнений балансов масс компонентов, тепла и кинетической энергии для объема аппарата, который характеризуется истинными функциями (С, Г, Р). Обычно в химической технологии уравнения материального баланса используют для расчета полей масс компонентов, уравнение баланса тепловой энергии — для расчета температурного поля, уравнение баланса кинетической энергии — для расчета поля давления. [c.59]

Система уравнений (3.32) и (3.33), в принципе, может быть решена для любой данной аналитической формы функции г [с). Графические зависимости х с от величины, которая, по существу, совпадает с отношением Ф/Х, были опубликованы [15—18] для ряда аналитических форм г (с). В функцию г (с) можно включить учет распределения температуры в твердой частице. Действительно, температура и концентрация связаны друг с другом соотношением, которое может быть получено из материального и теплового баланса в пределах твердой фазы, так как при лю бом данном значении. i поток массы реагентов, умноженный на теплоту реакции, равен,потоку тепла [19]. [c.48]

На отдельную теоретическую ступень поступают два неравновесных потока, с которыми связаны 2 (с 4- 2) независимых переменных, а с тарелки отходят два уже равновесных потока, т. е. двухфазная равновесная система с (с - - 2) независимыми переменными. Если учесть еще и потерю тепла в этой ступени, то общее число связанных с ней переменных составит 2 (с + 2) + -1- (с 2) - - 1 = Зс + 7. Число же ограничительных условий или независимых уравнений, связывающих эти переменные, складывается из с уравнений материального баланса и одного уравнения теплового баланса, т. е. составляет (с + 1). Следовательно, для отдельной теоретической контактной ступени остается (Зс -Ь 7) — (с - - 1) = 2с + 6 степеней свободы. [c.350]

Для определения расхода тепла В на проведение рассматриваемого процесса испарения достаточно составить уравнение теплового баланса и решить его совместно с уравнением материального баланса, согласно схеме представленной на фиг. 23. [c.42]

Модель проточного реактора с зернистым слоем катализатора, в которой учитываются процессы внутри зерна и на его границе, фактически представляет собою двухфазную модель, хотя и усредняющую условия в каждой фазе. Эта модель включает в себя уравнение, описывающее перенос вещества внутри зерна катализатора, перенос вещества и тепла между катализатором и потоком, а также уравнения материального и теплового балансов для потока. Ввиду достаточно большой теплопроводности материала зерен, последние можно считать изотермическими и составлять баланс тепла для зерна в целом. [c.291]

Циркуляционное орошение для соответствующих сечений колонн рассчитывается в соответствии с тепловым и материальным балансом. Например, для первого сечения тепло циркуляционного орошения будет равно (в ккал/ч) [c.43]

В тепловом и материальном балансе колонны Qi принимается как разница между поступающим и отводимым теплом [c.43]

Однако следует заметить, что выбор конкретного метода расчета зависит от предварительно выбранного режима температур в различных ступенях реактора. Как уже отмечалось в одном из примечаний ранее, эти температуры правильнее всего рассматривать как зависимые переменные, поскольку они определяются одновременно и характером реакции, и количеством отводимого или подводимого тепла. Поэтому при определении температур может возникнуть необходимость использовать метод последовательных приближений. В этом случае сначала решают (уже описанными методами) уравнения материального баланса, дающие ориентировочные значения температуры, а затем устанавливают соответствие последних уравнениям теплового баланса методом, описанным ниже в 6.2. [c.86]

Скорость основной реакции будет зависеть от количества адсорбированного яда поэтому при расчете процесса необходимо решать уравнения (111.156) совместно с уравнениями материального баланса реагентов и баланса тепла. Вследствие постепенного накопления яда наблюдаемая скорость процесса будет уменьшаться со временем вплоть до достижения равновесной степени отравления или полной потери активности катализатора. [c.147]

Тарелка питания отличается от обычной тарелки отгонной секции тем, что с ней связан дополнительный пятый материальный поток Ь равновесного сырья, имеющий (с 2) переменных. Поэтому число ее переменных (с учетом еще и теплового потока) составит 5 (с + 2) 4- 1 = 5с 11. Согласно Куоку, жидкое сырье Ь и жидкий поток смешиваются до поступления на тарелку питания, и поэтому должны быть назначены давление и потеря тепла в смесителе, т. е. еще два параметра, что доводит общее число переменных до (5с + 13). Ввиду равновесия между потоками, покидающими тарелку питания, их давления и температуры одинаковы. Эти два условия вместе с с уравнениями материального баланса, одним уравнением теплового баланса и с соотношениями парожидкостного равновесия составляют (2с - - 3) независимых ограничительных условия. Это составляет (5с 4-+ 13) — (2с 3) = Зс Н- 10 степеней свободы для тарелки питания. [c.351]

Межфазовые градиенты по теплу и веществу. Покомпонентный материальный баланс [c.138]

Первоначально при фиксированном количестве передаваемого тепла проводится синтез внутренней подсистемы. При этом используется графоаналитический метод с применением эвристик (см. гл. 8). Определив схему увязки продуктовых потоков при фиксированном количестве тепла, из материально-теплового баланса находят все основные и промежуточные входные и выходные температуры потоков и тепловые нагрузки на аппараты. В качестве целевой функции при оптимизации в целом принят минимум приведенных затрат [c.568]

Рассчитав сначала материальный баланс процесса (на 1 т П-гЗОд или на часовую производительность), составляют тепловой баланс аппарата, используя имеющиеся в справочниках данные о теплоемкостях и теплосодержаниях газов в интервале от 0° до t°. Зная состав и температуру газовой и жидкой фаз на входе в аппарат, подсчитывают тепло, содержащееся во входящем газе в интервале от 0° до t°. Это тепло входит в приходную часть баланса, как и тепло, вносимое с кислотой (тоже считая отО°). В расходную часть баланса входит тепло, уносимое с уходящими влажными газами и с выходящей кислотой (считая от 0° до той температуры, с которой уходит газ или жидкость после упарки). При такой методике подсчета принимается, что система переходит из начального состояния в конечное при 0°. Значит, и тепловые эффекты превращений (дегидратации кислоты, испарения воды) должны быть взяты в этом тепловом расчете для 0°. Данные о теплотах разбавления H2SO4 водой, приведенные на рис. 5 (см. стр. 20), относятся именно к этой температуре. [c.147]

Кроме материального баланса, необходимо знать также и тепловой баланс колонны. В этом балансе приход тепла состоит из тепла подводимого в куб, теплосодержания исходной жидкости Sis, где i s — молярное теплосодержание исходной жидкости. Расходная статья вк.тючает тепло, отданное в дефлегматоре Qd, тсплосодержапне дистиллата Dio и кубовой жидкости Wiw где in —молярное теплосодержание дистиллата, а iw — то же кубовой жидкости. [c.654]

Совмещенные реакционно-ректификационные процессы очень сложны, и строгий расчет их пока не создан. Однако имеются расчеты для некоторых упрощенных случаев [47—50], Так, Марек [51] предложил общий метод расчета ректификации при наличии химической реакции, взяв за основу итерационный расчет ректификации по Сорелю и Мак-Кэбу и Тиле. При этом наличие химической реакции в жидкой фазе учитывается введением в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции. Общность метода состоит в том, что он не ограничен числом компонентов, типом реакции и т, д, В общем случае, для расчета необходимы исходные данные в полном объеме (для концентрационного симплекса я-ко.мпонентной смеси в целом) о скорости реакции, тепловом эффекте, фазовом равновесии жидкость — пар, Мареком учтены возможные упрощения метода, связанные с рациональными допущениями, которые встречаются при обычном расчете ректификации, В итерациях, наряду с предположением определенных концентрации, предполагается также общее прореагировавшее количество вещества и учитывается в связи с этим задержка жидкости на каж- [c.208]

Нижняя и верхняя секции полной колонны работают совершенно так же, как если бы они были соответствуюш,ими неполными колоннами — отгонной и укрепляюш,ей. Соотношения между количествами и составами встречных фаз, их тепловыми параметрами, подводом или отводом тепла в этих секциях для полной колонны представляются теми же уравнениями, которые были выведены для соответствуюш их неполных колонн. Новые результаты могут получиться лишь из обш,их материальных и тепловых балансов всей полной колонны в целом и из анализа работы ее секции питания, являюш,ейся тем узловым пунктом, в котором паровой и жидкий потоки сырья встречаются с потоками флегмы и паров, идуш,их из нижней и верхней секций. [c.158]

Перейдем к расчету секции питанпя колонны. При назначенном расходе тепла в кипятильнике колонны для определенности режима работы нужно закрепить еще один из элементов ректификации в секции питания. Пусть состав паров, поднимающихся с верхней тарелки отгонной секции, г/л=0,656. Тогда, проведя на тепловой диагралше последнюю оперативную линию 5 ал отгонной секции, можно легко найти концентрацию встречного этим нарам жидкого потока 0,440. Остальные элементы ректификации в секции питания колонны, отвечающие данному закрепленному режиму разделения, можно найти по уравнениям материальных балансов. [c.188]

Необходимо создать такие условия, чтобы с потоком сырья в колонну вносилось максимальное количество тепла. Температура сырья, поступающего в колонну, определяется методом А. М. Трегубова либо по кривой однократного испарения (ОИ) сырья данной колонны (кривая построена для давления эвапорационного-пространства). Эта температура должна соответствовать доле отгона, равной суммарному отбору дистиллятов из колонны по материальному балансу. Было обнаружено, особенно в ранее построенных установках АВТ, что температура поступающего в колонну [c.55]

Пример 6, Па осноианин материального баланса предыдущего примера подсчитать температуру газа иа выходе из генератора и составить тепловой баланс его. Потерю тепла в окру жающее пространство всем генсрато[)ом принять равной от общего прихода его. [c.292]

В целях большего удобства расчетов теплового баланса контактного узла следует пересчитать приход и расход материальной части из весовых единиц (см. табл. на стр. 337) в кг-моль Затем расчет вести по обычной схеме. При этом приход тепла составит с газами (/ = 40° С) —50900 ккал/час и теплота реакции 271800 ккал1час расход тепла с газами (I = 200°) — 252000 ккал/час и теплопотери (по разности) —70700 ккал[час. [c.338]

Количество же тепла д., которое полностью расходуется на испарение, определится как разность между теплом 71 и теплом, пдун[им на нагревание отходян1его продукта нз ипжней в ве1)хн1ою колонку в количестве 304 кг (см. материальный баланс), т. е. [c.354]

Фромент описывает некоторые эффективные механизмы переноса тепла и массы. В материальном балансе эти механизмы учитывают турбулентное двил<ение, в тепловом — излучение. Математически они могут быть описаны векторами потока, пропорциональными определяющим физическим величинам. Считая систему симметричной относительно оси, поток — равномерным по сечению, а физические свойства постоянными по всему объему реактора, можно написать балансовые уравнения для компонента А в цилиндрических координатах [c.212]

Проблему устойчивости реакторов детально исследовал Баркелью в уравнениях материального и теплового баланса им были приняты следующие упрощения. Тепло- и массоперенос посредством диффузии в продольном направлении считались пренебрежимо малыми по сравнению с конвекцией. Термическое сопротивление слоя в радиальном направлении считалось малым по сравнению с термическим сопротивлением в пространстве между слоем и стенкой реактора. Было принято, что зависимость скорости реакции от концентрации есть функция концентрации только одного компонента. Не учитывалось также сопротивление тепло- и массо-обмену в пространстве между потоком и частицами катализатора. [c.293]

Такое математическое описание представляет собой систему уравнений, выражающих для выбранных процесса и аппарата законы сохранения массы и энергии — материальные балансы по отдельным химическим веществам, балансы тепла и кинетической. энергии потока. Эти балансы записывают для элементарных объемов аппарата, поэтому полученные математические описания представляют собой систему дифференциальных уравнений в частных или полных Ароизводных и лишь иногда — систему алгебраических уравнений. [c.53]

Рассмотрим теперь реакции, которые сопровождаются значительным поглощением или выделением тепла. В этом случае температура зерна может существенно отличаться от температуры окружающей среды и меняться по радиусу зерна. Захшсывая для сферического слоя внутри зерна уравнения материального и теплового балансов, получим систему уравнений [c.283]

В момент времени ti прекращается иодача реагента а / 2 и начинается нагревание реагента, продолжающееся до момента врс-Чени t-j. Моде.чью системы яв./нется ураннение теплопередачи через стенку аппарата, а изменяющимся параметром—температура в нем. В момент 2 нагревание заканчивается, начинает-я реакция, а мС де,.чью является система уравиеинн периодического реактора (тепловой и материальный баланс), изменяется концентрация реагента. Так как условия реакции изотермические, выделяющееся тепло реакции пере-дает я хладагенту. Последовательность операций определится моделью их смены. [c.155]

Алгоритмизация этого этана состоит в разработке математических моделей типовых процессов химической технологии. Необходимо не только качественное, но и количественное описание явлений, определяющих процесс. К настоящему времени известно большое количество алгоритмов расчета типовых процессов, отличающихся степейью детализации отдельных составляющих модели, но, по сути, предназначенных для решения систем уравнений материального и теплового балансов, нельнейность которых зависит от точности описания равновесия, химической кинетики, кинетики тепло- и массопереноса, гидродинамики потоков. Объем входной информации зависит от точности модели, однако выходная информация подавляющего большинства алгоритмов практически одинакова профили концентраций, потоков и температур по длине (высоте) аппарата, составы конечных продуктов. Правда, соответствие результатов расчета реальным данным будет определяться тем, насколько точно в модели воспроизведены реальные условия. И все же, несмотря на обилие алгоритмов, нельзя сказать, что проблема разработки моделей (и соответственно расчета) решена — по мере углубления знаний об объекте модели непрерывно совершенствуются. Тем более что до сих пор в определенном классе процессов отсутствуют алгоритмы, обеспечивающие получение решения в любой постановке задачи и обладающие абсолютной сходимостью. Надо учесть еще, что задача в проектной постановке часто решается как задача оптимизации с использованием алгоритмов в проверочной постановке. [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология