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常飛新蟲 (小有名氣)
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[求助]
有沒有什么軟件能夠進(jìn)行物料衡算和熱量衡算過程的呢？ 已有3人參與
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如題。 [ Last edited by changle9139 on 2014-11-7 at 21:32 ] |
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4樓2014-11-03 12:49:34
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根據(jù)質(zhì)量守恒定律，以生產(chǎn)過程或生產(chǎn)單元設(shè)備為研究對象，對其進(jìn)出口處進(jìn)行定量計(jì)算，稱為物料衡算。通過物料衡算可以計(jì)算原料與產(chǎn)品間的定量轉(zhuǎn)變關(guān)系，以及計(jì)算各種原料的消耗量，各種中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品的產(chǎn)量、損耗量及組成。 物料衡算的基礎(chǔ) 物料衡算的基礎(chǔ)是物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律，即進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全部物料量必等于離開系統(tǒng)的全部物料量，再加上過程中的損失量和在系統(tǒng)中的積累量。 ∑G1=∑G2+∑G3+∑G4 ∑G2：——輸人物料量總和； ∑G3：——輸出物料量總和； ∑G4：——物料損失量總和； ∑G5：——物料積累量總和。 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)物料積累量為零時(shí)，上式可以寫成： ∑G1=∑G2+∑G3 物料衡算是所有工藝計(jì)算的基礎(chǔ)，通過物料衡算可確定設(shè)備容積、臺(tái)數(shù)、主要尺寸，同時(shí)可進(jìn)行熱量衡算、管路尺寸計(jì)算等。 物料衡算的基準(zhǔn) (1)對于間歇式操作的過程，常采用一批原料為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。 (2)對于連續(xù)式操作的過程，可以采用單位時(shí)間產(chǎn)品數(shù)量或原料量為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。物料衡算的結(jié)果應(yīng)列成原材料消耗定額及消耗量表。 消耗定額是指每噸產(chǎn)品或以一定量的產(chǎn)品(如每千克針劑、每萬片藥片等)所消耗的原材料量；而消耗量是指以每年或每日等時(shí)間所消耗的原材料量。 制劑的消耗定額及消耗量計(jì)算時(shí)應(yīng)把原料、輔料及主要包裝材料一起算入。 熱量衡算 過程中包含有化學(xué)過程和物理過程，往往伴隨著能量變化，因此必須進(jìn)行能量衡算。又因生產(chǎn)中一般無軸功存在或軸功相對來講影響較小，因此能量衡算實(shí)質(zhì)上是熱量衡算。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量或冷量會(huì)使物料溫度上升或下降，為了保證生產(chǎn)過程在一定溫度下進(jìn)行，則外界須對生產(chǎn)系統(tǒng)有熱量的加入或排除。通過熱量衡算，對需加熱或冷卻設(shè)備進(jìn)行熱量計(jì)算，可以確定加熱或冷卻介質(zhì)的用量，以及設(shè)備所需傳遞的熱量。 熱量衡算的基礎(chǔ) 熱量衡算按能量守恒定律“在無軸功條件下，進(jìn)入系統(tǒng)的熱量與離開熱量應(yīng)該平衡”，在實(shí)際中對傳熱設(shè)備的衡算可由下式表示 Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 （1—1） 式中： Q1—所處理的物料帶入設(shè)備總的熱量，KJ; Q2—加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號(hào)規(guī)定加熱劑加入熱量為“+”，冷卻劑吸收熱量為“-”），KJ; Q3—過程的熱效率，（符號(hào)規(guī)定過程放熱為“+”；過程吸熱為“-”） Q4—反應(yīng)終了時(shí)物料的焓（輸出反應(yīng)器的物料的焓） Q5—設(shè)備部件所消耗的熱量，KJ; Q6—設(shè)備向四周散失的熱量，又稱熱損失,KJ; 熱量衡算的基準(zhǔn)可與物料衡算相同，即對間歇生產(chǎn)可以以每日或每批處理物料基準(zhǔn)。（計(jì)算傳熱面積的熱負(fù)荷必須以每小時(shí)作為基準(zhǔn)，而該時(shí)間必須是穩(wěn)定傳熱時(shí)間）熱量衡算溫度基準(zhǔn)，一般規(guī)定25℃。熱量衡算式中各項(xiàng)計(jì)算 從 （1—1）式中可得： 2=Q 4+Q5+Q6-Q1-Q3 (1—2 式中各項(xiàng)可用以下計(jì)算方法 （1）Q1和Q4的計(jì)算 Q1和Q4均可以用下式計(jì)算： Q=∑miciT1(T2) 式中： mi—反應(yīng)物體系中組分I的質(zhì)量，Kg; ci—組分i在0—T℃時(shí)的平均比熱容，KJ/(Kg*℃)或KJ/(Kmol·℃); T1(T2)—反應(yīng)物系反應(yīng)前后的溫度，℃ （2）Q3的計(jì)算 Q3 作為過程的熱效率分為化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)和物理過程熱效應(yīng)，在這次反應(yīng)中由于物理過程熱效應(yīng)較低，相比化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)可忽略不計(jì)，故過程熱效應(yīng)可由下式表示： 3rp式中 rQ—化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，KJ； pQ—物理過程熱效應(yīng)，KJ；(可忽略不計(jì))rQ可通過標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)熱0rq計(jì)算： (1000/)rAA 與化學(xué)反應(yīng)的A物質(zhì)質(zhì)量，Kg； AM—A物質(zhì)分子量。 反應(yīng)體系中各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)焓為： 乙苯（40.219KJ/mol） 苯（33.871 KJ/mol） 甲（18.029KJ/mol） Mi——設(shè)備上i部件質(zhì)量，kg； cpi——設(shè)備上i部件比熱容，kJ／(kg•℃) T1——設(shè)備各部件初溫，℃； T2——設(shè)備各部件終溫，℃。 設(shè)備向四周散失的熱量(Q6)的計(jì)算 Q6=∑Aα t(TW2一T0)t ×10-3 A——設(shè)備散熱表面積，m2； α t——散熱表面向四周介質(zhì)的聯(lián)合給熱系數(shù)，W／(m2•℃)； Tw2——四壁向四周散熱時(shí)的表面溫度，℃； To——周圍介質(zhì)溫度，℃； t ——過程持續(xù)時(shí)間，s。 由加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和物料的熱量的計(jì)算 Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3 選定加熱劑(或冷卻劑)，即可從有關(guān)手冊查出該物質(zhì)cp，再確定其進(jìn)出口溫差ΔT，則加熱劑(或冷卻劑)的用量為： w=Q2／cp•ΔT Q2=κA1•ΔT m 僅供參考。。 |
5樓2014-11-03 19:33:00
常飛
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