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化工热力学课程设计化工热力学课程设计
蚌埠学院 殷娜nanawin@163.com 化工热力学 Chemical Engineering thermodynamics 课程设计实验 1 焓变和熵变的测定 2 空调制冷制热原理及其能量控制 3 合成氨制冷工段的热力学分析 一、焓变和熵变的测定 (1) 二、空调制冷制热原理及其控制 目的： 了解空调制冷制热的原理，计算40平米，空 调制冷，从38－25度或者制热5－28度的时 间是多少？如何增大能量利用率？ 三、合成氨制冷工段的热力学分析 目的： 年产30万吨的合成氨厂，制冷工段该如何设 计？从380降至230度？如何增大能量利用率 ？使得冷冻系数大，功耗小？ 合成氨的生产工艺流程图 3H2 +N2 =2NH3 (T=500oC，P=20～50MPa) 氨厂的高压蒸汽系统，每小时产生3.5 t的中压冷凝水。如通过急速闪蒸，由于压力骤然下降，可产生低压蒸汽。现有两种回收方案，方案A是将中压冷凝水先预热锅炉给水，然后在闪蒸中产生较少量的低压蒸汽，锅炉给水流量为3.5t/h,预热前后温度分别为20℃，80℃。方案B是通过闪蒸气产生较多的蒸汽，中压冷凝水为1.908Mpa,210℃,在闪蒸气中急速降压至0.4756Mpa,以产生0.4756Mpa 的低压蒸汽与冷凝水. 如忽略过程的热损失,环境的温度为20℃.试计算A,B两种方案的有效能损失,并比较计算结果. 闪蒸器 闪蒸器 1 2 3 1 2 3 4 中压冷凝水 3.5t/h,1.908MPa,210℃ H1=897.76KJ/kg S1=2.4248KJ/kg.k 低压蒸汽，0.4756MPa 150℃,H2=2746.5 S2=6.8379 低压冷凝水，0.4756MPa,H3=632.2 S3=1.8418 低压冷凝水，0.4756MPa 1.908MPa,T4,H4,S4 预热器 锅炉给水20℃,3.5t/h 0.1013MPa,H5=83.96 S5=0.2966 5 6 P6=0.1013MPa H6=334.91 S6=1.0753 80℃ 低压蒸汽，0.4756MPa To=20℃=293K A方案 B方案 解：（1） 确定研究的物系，如图示； （2） 确定进，出系统或过程的各物流 ，能流的工艺状态及热力学函数，列表表示； （3）A方案计算： ∴ G=24.19kg/h ① 取预热器为体系，作能量衡算，确定中压过冷水的热力学函数。 ∴ 由H4查表得：t4=153.4℃。 ②??? 取闪蒸器为体系，作能量衡算，求低压蒸汽量G. ③ 有效能衡算，计算有效能损失D ∴ =241013.54KJ/h ∵ ∴ 68.86KJ/kg ①??? 取闪蒸器为体系,作能量衡算,计算低压蒸汽量Gkg/h (4)B方案计算: ② 有效能衡算,计算D. ∴ ∵ ∴ (5) 比较方案: 由于 说明方案B的能量利用比方案A好。
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