热量衡算 _生活百科

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热量衡算【热量衡算】热量衡算是指根据能量守恆定律而进行的热量平衡的计算，对任何一个生产过程，其中输入的热量应为输出热量与损失热量之和。通过热量衡算，可知热量的利用、消耗和损失的情况，从而可推算热量的利用效率。例如利用热量衡算，可以确定蒸馏釜中加热蒸汽的消耗量以及分(冷）凝器和冷却器中冷却水的消耗量。
基本介绍中文名：热量衡算
外文名：heat balance
运用：能量守恆定律
套用：化工设计
热量衡算的意义能量衡算的基础是物料衡算。化工设计中的能量衡算主要是热量衡算。在化工设计工作中，通过热量衡算可以得到下面各种情况下的设计参数。(1)换热设备的热负荷；(2)反应器的换热量；(3)吸收塔冷却装置的热负荷；(4)冷激式多段绝热固定床反应器的冷激剂用量；(5)加热蒸汽、冷却水、冷冻盐水的用量；(6)有机高温热载体（如联苯、导热姆等）和熔盐的循环量；(7)冷冻系统的製冷量和冷冻剂循环量；(8)换热器冷、热支路的物流比例；(9)设备进、出口的各股物料中某股物料的温度。热量衡算的依据及必要条件热量衡算的主要依据是能量守恆定律，其数学表达式为Q1+ Q2+Q3=Q4+Q5+Q6其中：Q1——物料带入到设备的热量，kJQ2——加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，kJQ3——过程热效应，kJQ4——物料离开设备所消耗的热量，kJQ5——加热或冷却设备所消耗的热量，kJQ6——设备向环境散失的热量，kJQ1（Q4）=Σ mCP(t2- t0) kJm ——输入或输出设备的物料质量，kgCP——物料的平均比热容，kJ/(kg·℃)t2——物料的温度，℃t0——基準温度，℃Q5=Σ CPM (t2-t1) kJM——设备各部件的质量，kgCP——设备各部件的比热容，kJ/(kg·℃)t1——设备各部件的初始温度，℃t2——设备各部件的最终温度，℃Q5+Q6=10%Q总热量衡算是在物料衡算的结果基础上而进行的，因此，物料衡算表是进行热量衡算的首要条件。其次还必须收集有关物质的热力学数据，例如比热容，相变热，反应热等。能量的基本形式能量衡算和物料衡算类似，要用到守恆的概念，即要计算进入和离开特定体系的能量值，因此必须分清不同形式的能量形式及表示的方法。由于能量存在有多种形式，因此能量衡算要比物料衡算複杂。位能（Ep）位能又称势能，是物体由于在高度上的位移而具有的能量。其值的大小与物体所在的力场有关，物体在重力场中所具有的位能可用下式表示：

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位能的大小和基準面有关，因此物体距基準面的高度差决定了位能的大小，当物体处于基準面上时其位能为零。由于多数化工生产过程基本上是在地表或接近地表的高度进行的，位能对整个能量衡算的影响一般不大，除在计算物料的输送功率时物料的位能变化是不可忽略的外，在能量衡算中位能皆可忽略。动能（Ek）由于物体运动所具有的能量，称为动能，其值表示为：

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物体的动能与物体运动速度的平方成正比，因此物体的运动速度对动能的影响较大，但在化工生产过程中物料的流动速度一般都不大，与其他能量相比较可以忽略，只有当物料经过喷嘴或锐孔形成高速的喷射流时，在能量衡算中动能的影响才比较明显其值不可以忽略。内能（U）内能表示除了巨观的动能和位能外物质所具有的能量，其大小与分子运动有关。对于纯组分物质，内能可表示成与温度和摩尔体积间的函式关係：