热量计算(传热)

热量计算(传热) 传热过程的热量衡算 热量衡算是重要的化工基本计算，不仅化工必须进行热量衡算，而且日常生产操作也经 常要计算各个工序、设备的热量消耗和载热体的用量，目的是准确掌握能耗现状，考核各车 间、班组的耗能水平，挖掘生产中的节能潜力，制定有效的节能措施。 1. 热负荷Q的计算 生产工艺上要求换热器具有的换热能力，称为换热器的热负荷。一台能满足工艺要求的换热器，应使其传热速率等于或略大于热负荷。所以知道了换热器的热负荷，便可确定其他的传热速率。要注意，热负荷与传热速率，其数值相同或相近，但含义并不一样。热负荷是指生产上要求换热器应具有的换热能力，传热速率则是换热器本身具有换热能力。 针对传热过程中有无相变，热负荷的计算方法有以下三种。 (1) 温差法 当流体在换热过程中无相变而只有温度的变化时，则热负荷计算用 温差法，公式是 Q,M*C*(T2,T1) 式中 M――流体的质量，kg Q――在换热中的热量，kJ C――比热容，kJ/kg.K T2、T1――流体换热前后的温度，K (2) 潜热法 当流体在换热过程中公有相变化时，热负荷计算用潜热法。这种情 况所传递的热量是潜热，沸腾汽化吸收的热量为汽化潜热，冷凝放出的热 量为液化潜热(即冷凝潜热)。汽化潜热的符号为R，其物理意义是质量1kg 的某物质，在一定压力下，由液体完全转变为同温度的蒸气所吸收的热量， 单位为kJ/kg;反之，则为该物质的冷凝潜热。同一种物质的冷凝潜热和汽 化潜热数值是相等。潜热法是 Q,M*R 式中Q――同温相变时所需的热量，kJ M――流体的质量， kg R――物质的汽化潜热或冷凝潜， kJ/kg (3) 焓差法 焓，也称热焓，物质在某一状态下焓值 ，就是使物质由基准状态 变为现状态时所需的热量。在热量计算中，物质在某温度下热焓的数值， 一般就是指1 kg流体由273K加热至某一指定温度(包括相变)时所需的 热量。热焓的符号为H，单位为kJ/kg。在热负荷的计算过程中，不论有无 相变都可采用焓差法。特别是在既有相变又有温度变化时，用焓差法计算 很方便。公式是 Q,M*(H2,H1) 式中 Q――换热的热量kJ M――物质的质量 kg H2、H1――物质在最初、最终的热焓，kJ/kg 2. 传热过程的热量计算的步骤 (1) 弄清意 明确衡算的目的要求，有哪些已知的条件，根据冷、热流体有 无相变，确定采用哪种方法计算Q值。 (2) 画示意图 把所有数据都要标在图上，用箭头示流体进、出方向，哪些 数据属于进方或出方。 (3) 确定基准 先确定进方或出方，再将要加热到某一温度作为基准，计算达到 此温度所需的热量。 (4) 做计算准备 为热量衡算做好一切准备，将衡算式中所需的每个数据逐个 计算出来(有的要查表，有的要推算)，使衡算式中有足够的已知数。 (5) 列出热量衡算式并计算、求解，注意单位统一。 3. 热量计算应注意的几个问题 a) 热量计算的系统，可以是整个产品，也可以是一个工序、一个设备。 b) 以上步骤，是热量计算的完整、规范的步骤。为了计算方便，可以简化。 c) 传热过程热量计算的步骤，也适用于其他过程的热量计算。