6.3. Modele matematice bazate pe legile fundamentale
6.3.2. Energia (caldura) echilibru
Balanța energetică - este o expresie concretă a legii de conservare a energiei. Din echilibru termic și de transfer de căldură ecuațiile definesc, în special, suprafața unității necesară pentru respingerea căldurii. echilibru termic dispozitiv tehnologic este după cum urmează:
în care: - fluxul de căldură care intră în sistem; - fluxul de căldură evacuată din sistem. denote:
Q1 - căldură dată lichid de răcire sau sângerați agent frigorific; Q2 - căldura introdusă prin masa de reacție; Q3 - procesul efect termic; Q4 - căldura este extrasă din aparat cu masa de reacție; Q5 - căldură consumată pentru încălzirea unității de material (luată în considerare numai pentru un aparat de lot); Q6 - pierdere.
La calcularea Q2 energiei și Q4 sunt determinate prin formula:
unde G - masa materialului, kg; c - capacitate calorica kJ / (kg (K); t - temperatura, K (substanță greutate G determinată din ecuația de bilanț material).
Q3 proces efect termic se calculează din legea Hess.
în care - suma căldurilor de formare a materiilor prime; - suma căldurilor de formare a produșilor de reacție.
Căldura consumată în aparatul de încălzire este calculată pentru lotul de dispozitive în conformitate cu formula:
unde G - greutatea dispozitivului, kg; c - capacitatea termică a materialului de construcție mașinii kJ / (kg K); ti, tc - temperaturile inițiale și finale, K.
Pierderile de căldură în mediul înconjurător au formula
unde F - suprafața de schimb, m2; . (- coeficientul de transfer termic (W / m (K); (t - pereții și unitatea de diferența de temperatură ambientului vineri.
Astfel, prin determinarea cantității necesare de căldură transferată prin ecuația de transfer de căldură, se calculează suprafața de schimb de căldură necesară
unde K - coeficientul de transfer termic (W / m2 (K); F - suprafața de schimb, m2 (t - diferența de temperatură a lichidului de răcire și vineri, K; - timp, s.
Coeficientul de transfer termic K este determinat prin formula cunoscută
unde (- grosimea peretelui, m - coeficient de transfer termic de perete, W / (m2 K) 1 și 2 -, respectiv, coeficientul de transfer de căldură de la lichidul de răcire la perete și departe de perete pentru fluidul de lucru (W / m (K).
Calculul echilibrului termic nu este posibilă fără informațiile de ajutor, care nu este întotdeauna disponibil și nu întotdeauna fiabile (transferul de căldură și coeficienții de transfer de căldură, capacitatea termică a materiilor prime și a produselor). Punerea în aplicare a-l în avans, pentru a determina dimensiunea loturilor de produse, proiectează vehicule și volumul lor este practic imposibilă. Cu alte cuvinte, calculul echilibrului termic este de obicei durata, rezultatul său este răspunsul la întrebarea dacă suficientă suprafață de schimb de căldură al dispozitivului selectat pentru a asigura debitul necesar de căldură. Mai rezonabil selectați capacitiv structura dispozitivului cu un agitator în suprafețele laterale ale dispozitivelor de schimb de căldură permite disponibilitatea informațiilor cu privire la fluxul specific de căldură (J / C / kg), care asigură temperatura optimă etape ale procesului de realizare. fluxuri de căldură specifice determinate din studiile de etapele de procedeu de sinteză produs în procesele de laborator și pilot de plante.