Тепловий (енергетичний) баланс процесу

Заключається у визначенні витрат тепла на проведення процесу і кількості теплоносіїв, з якими тепло підводиться до системи або відводиться з неї.

Складання теплового балансу ґрунтується на законі збереження енергії, згідно з яким кількість тепла, що надходить в системі, дорівнює кількості тепла, що відводиться із системи.

де Qi i Qi ^״ – - фізичне тепло, що вноситься в с систему або виноситься із неї і-им матеріальним потоком (ентальпія потоку)

Q_p - тепловий ефект екзотермічної (+) або ендотермічної (-) реакції;

Q_т/- - тепло, що підводиться в системі (+) або відводиться з неї (-)

через теплообмінну поверхню;

Q_втр - тепло, що втрачається внаслідок теплообміну між системою і

навколишнім середовищем.

Ентальпія матеріального потоку визначається за рівнянням Q_і=G_i·Ii,
де Ii – питома ентальпія речовини, тобто кількість тепла, яке необхідне
затратити, щоб перевести 1 кг речовини із стандартного стану при ^оС в даний стан при даній температурі, кДж/кг.

Якщо речовина не змінює фазового стану при нагріванні від 0 до t^oC, то I = ct, де С – питома теплоємкість речовини, кдж/кг·град.

Якщо ж речовина змінює фазовий стан в інтервалі 0 - t^oC, то питома ентальпія враховує також теплоту фазових перетворень (плавлення, випаровування).

Наприклад, ситальнія водяної пари при температурі t^оС

i = τ_o+c_n t_n  

де τ_o - питома теплота випарення води при 0^оС, кДж/кг;

c_n - питома теплоємкість водяної пари, кДж/кг∙град.

Тепловий ефект хімічних реакцій

де ∆G_i - маса і-го компонента, що утворилась або зникла в насадок

реакції;

µ_i - молекулярна маса і-го компонента;

q_i - тепловий ефект реакції, кДж/кмоль.

Кількість тепла, що підводиться в систему або возводиться з неї через теплообміну поверхню визначається по рівнянню теплопередачі

Q_Т/О = К ∆ t F

де К - коефіцієнт теплопередачі, вт/м²∙град;

∆t - різниця температур теплоносія і суміщі речовин в
системі, град;

F - поверхня теплопередачі, м².

Дата добавления: 2015-05-09