西北大学化工原理YPR学第三节过程计算一、热质同时传递时过程的数学描述1、全塔物料衡算及热量衡算热水62I2~t2~Hz对水分进行物料衡算V(H,-H)=L,-L(+do)(I+dr)(L+dL)(t+dt)全塔热量衡算(H+dH)dzV(I, - I,) = L,CpO, - L,CpL0)I.tH-0、L、2L, ~ L,气体流量VV(I2 -I)= Lcμ(0, -0)温度101湿度H微元塔高的数学描述图13-7
西北大学化工原理 第三节 过程计算 一、热质同时传递时过程的数学描述 1、全塔物料衡算及热量衡算 对水分进行物料衡算 （ 12 ） −=− LLHHV 12 )()( − 12 = LcIIV pL θ −θ 12 全塔热量衡算 ≈ LL 21 12 1122 − )( = pLθ − cLcLIIV pLθ
西北大学化工原理SPR学2、物料衡算微分方程式在微元控制体内对水分作物料衡算VdH = dL式中，V一气体流率，以干气体为基准，kg干气/（s.m2塔截面）L一液相流率，kg/（s.m2塔截面）。微元体内水分的变化量则dL = N,adzVdH = N.adz带入得将传质速率N表达式N=k.(H。-H)VdH = kμa(H。- H)dz
西北大学化工原理 2、物料衡算微分方程式 在微元控制体内对水分作物料衡算 = dLVdH 式中，V—气体流率，以干气体为基准，kg干气/(s.m2塔截面)； L—液相流率，kg/(s.m2塔截面)。 微元体内水分的变化量 = A adzNdL = A adzNVdH = H e − )( dzHHakVdH 将传质速率NA表达式 eHA HHkN )( 带入得 则 = −
西北大学化工原理P光学3、热量衡算微分方程式对微元控制作热量衡算VdI = Cμ (Ld0 + dL)式中，I一湿空气的热饸，kJ/kg。湿空气的热烩：1kg干气的烩及其所带Hkg水汽的烩之和。I = Cpgt +Cpv Ht + r.H对空气-水系统I = (1.01+1.88H)t +2500HI=f(t, H)空气的湿比热容pH =Cpg +CpvH =1.01+1.88HCkJ/(kg干气.℃)
西北大学化工原理 3、热量衡算微分方程式 对微元控制作热量衡算 dLLdcVdI )( = pL θ +θ 式中，I—湿空气的热焓，kJ/kg。 湿空气的热焓：1kg干气的焓及其所带Hkg水汽的焓 之和。 HrHtctcI = pg + pV + 0 对空气-水系统 pH = pg + pV Hccc = + 88.101.1 H 空气的湿比热容 I = + + 2500)88.101.1( HtH kJ/(kg干气.℃) I=f(t,H)
西北大学化工原理SPR学Vdl = c, (Lde + OdL)C pr SdL <<C, LdeVdl = c,, Lde从传热速率角度考虑，气液两相在微元控制体内传递的热量qadz等于气体温度升高dt所需要的热量Vc ph dt = qadzVc ph dt = a(0 -t)dz
西北大学化工原理 dLLdcVdI )( = pL θ +θ = pL LdcVdI θ pLθ << pL LdcdLc θ qadzdtVc pH = dztadtVc pH = α θ − )( 从传热速率角度考虑,气液两相在微元控制体内传递的 热量qadz等于气体温度升高dt所需要的热量
西北大学化工原理PR学4、凉水塔的设计型计算已知：空气入口状态(t、H)任务：将一定流量的热水从0目的：确定塔高通过实验确定kμa和 α a计算方法：rVdH= kμa(H。- H)dzI =CpHt+r.HTVdl = cp LdoVc pμ dt = αa(0 -t)dz计算方法：逐段计算法和以差为推动力的近似计算法
西北大学化工原理 4、凉水塔的设计型计算 已知：空气入口状态(t、H) 任务：将一定流量的热水从θ2 θ1 目的：确定塔高 通过实验确定kHa和αa 计算方法： = eH − )( dzHHakVdH HrtcI = pH + 0 = pL LdcVdI θ dztadtVcpH =α θ − )( 计算方法：逐段计算法和以焓差为推动力的近似计算法