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常飛新蟲(chóng) (小有名氣)
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[求助]
有沒(méi)有什么軟件能夠進(jìn)行物料衡算和熱量衡算過(guò)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 ] |
鐵蟲(chóng) (初入文壇)
榮譽(yù)版主 (文壇精英)
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專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn): +299 |

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根據(jù)質(zhì)量守恒定律,以生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)單元設(shè)備為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)出口處進(jìn)行定量計(jì)算,稱為物料衡算。通過(guò)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(kāi)系統(tǒng)的全部物料量,再加上過(guò)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(xiě)成: ∑G1=∑G2+∑G3 物料衡算是所有工藝計(jì)算的基礎(chǔ),通過(guò)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(duì)于間歇式操作的過(guò)程,常采用一批原料為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。 (2)對(duì)于連續(xù)式操作的過(guò)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(wàn)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(guò)程中包含有化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)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(wú)軸功存在或軸功相對(duì)來(lái)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(guò)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(guò)程在一定溫度下進(jìn)行,則外界須對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)有熱量的加入或排除。通過(guò)熱量衡算,對(duì)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(wú)軸功條件下,進(jìn)入系統(tǒng)的熱量與離開(kāi)熱量應(yīng)該平衡”,在實(shí)際中對(duì)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(guò)程的熱效率,(符號(hào)規(guī)定過(guò)程放熱為“+”;過(guò)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(duì)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(guò)程的熱效率分為化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)和物理過(guò)程熱效應(yīng),在這次反應(yīng)中由于物理過(guò)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(guò)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(guò)程熱效應(yīng),KJ;(可忽略不計(jì))rQ可通過(guò)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?chē)橘|(zhì)溫度,℃; t ——過(guò)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(cè)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。。 |

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