《化工热力学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 化工过程的能量分析

(2)能量平衡方程的应用 ·1)对化工机器：如膨胀机，压缩机等。 ·流体的动能，位能变化量与体系焓值的变化量相比较，或者 与流体与环境交换的热和功相比较，大都可以忽略。也即 AC2=0 8AZ≈0 2 △H=Q+Ws (5-16) 16

16 （2）能量平衡方程的应用 ▪ 1）对化工机器：如膨胀机，压缩机等。 ▪ 流体的动能，位能变化量与体系焓值的变化量相比较，或者 与流体与环境交换的热和功相比较，大都可以忽略。也即 H = Q +Ws （5－16） 0 2 1 2 C = gZ  0

2)对化工设备类：如反应器，热交 换器，传质阀门，管道等 Ws-0 且 △C2=0 2 gAZ≈0 AH=O (5—17) >这个式子的物理意义表现在：体系状态变化，如发生 化学反应，相变化，温度变化时，与环境交换的热量 (反应热，相变热，显热) 等于体系的焓差。 化学反应 反应热 相变化 相变热 体系状态变化，如 温度变化 △H 显热

17 2）对化工设备类：如反应器，热交 换器，传质阀门，管道等  0 gZ  0 2 1 2 C =  H = Q Ws=0 且 （5—17） ➢这个式子的物理意义表现在：体系状态变化，如发生 化学反应，相变化，温度变化时，与环境交换的热量 （反应热，相变热，显热）等于体系的焓差。 体系状态变化，如 化学反应 相变化 温度变化 反应热 相变热 显热 Q H

3)对化工机器的绝热过程 当体系在绝热情况下，与环境进行功的交换时， Q=0 C2=0 2 gAZ=0 W吸=△H 此式说明了在绝热情况下，当动能和位能的变化相对 很小时，体系与环境交换的功量等于体系焓变 18

18 3)对化工机器的绝热过程 当体系在绝热情况下，与环境进行功的交换时，  gZ = 0  0 2 1 2 Q=0 C = Ws = H 此式说明了在绝热情况下，当动能和位能的变化相对 很小时，体系与环境交换的功量等于体系焓变

Bernoulli方程 对于无热、无轴功交换、不可压缩流体的稳流过程 +水 △H=△U+△(PV）=△U+VP+PAV=U+P/p 实际流体的流动过程存在摩擦损耗，意味着摩擦损耗导 致热力学能发生变化 F=AU 19

19 Bernoulli 方程 Q Ws g z u H + +  = +   2 2 H = U + (PV) = U +VP + PV 实际流体的流动过程存在摩擦损耗，意味着摩擦损耗导 致热力学能发生变化 F = U 对于无热、 无轴功交换、 = U + P /  不可压缩流体的稳流过程

F+ △ 4u2 +8+ 0 2 对于非粘性流体或简化的理想情况，可忽略摩擦损耗，则 P +842+ 2 =0 2 20

20 0 2 2 + + + = u g z P F     对于非粘性流体或简化的理想情况，可忽略摩擦损耗，则 0 2 2 + + = u g z P    