Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
20
1.Podstawoweobliczeniawtechnologiichemicznej
iciepłomolowezależąodtemperatury.Wobliczeniach,któreniewymagajądużej
dokładności,wceluuproszczeniarachunkumożnastosowaćichwartościśrednie
wzakresietemperaturyodT0doaktualnejtemperaturymateriału(strumienia).
Obliczeniacieplne0Jeżelibilansdotyczyprocesuadiabatycznego(bezwymia-
nyciepłazotoczeniem),tosumaentalpiiogrzaniaorazentalpiitworzeniawszyst-
kichskładnikówbiorącychudziałwprocesieniezmieniasięwwynikureakcji.Na
przykład,gdyzachodziprocesegzotermiczny,malejeentalpiatworzeniareagentów,
awzrastaichentalpiaogrzania,awskutektegowzrastaichtemperatura.
Wartozwrócićuwagę,żewobliczeniachtechnologicznychefektcieplnyreakcji
traktujesięinaczejniżwobliczeniachfizykochemicznych.Naprzykład,wreakcjach
egzotermicznychpowstajeciepło,którepowodujewzrostentalpiiogrzaniaiwzrost
temperaturyreagentów.Wbilansiecieplnymprocesuzostajetozapisanepostronie
przychodu.Natomiastefektcieplnyreakcjiendotermicznejumieszczasiępostronie
rozchodu,gdyżjesttociepłozużytewtokureakcji.
Ciepłowielureakcjizostałowyznaczoneimożnajeznaleźćwdostępnychźró-
dłach.Jednakprzyobliczaniubilansucieplnegozłożonegoprocesu,wktórymuczest-
niczyznacznaliczbareagentówizachodziwielereakcji,korzystaniezefektówciepl-
nychposzczególnychreakcjiniejestwygodne.Innystosowanysposóbokreślania
całkowitegociepławielureakcjizachodzącychrównocześniepoleganawprowadzeniu
dobilansucieplnegooddzielnychpozycjiwpostacientalpiitworzeniareagentówbio-
rącychudziałwprocesie.EfektcieplnyprocesuQrwynikazróżnicymiędzysumami
entalpiitworzeniasubstratówiproduktów:
Qr=Σ
ni∆Hsi1Σ
ni·∆Hsi
(1.43)
sub
prod
przyczymnioznaczalicznośćskładnikai,∆Hsi—entalpiętworzeniaskładnikai,
aΣoznaczasumowanieodpowiednioentalpiitworzeniasubstratówiproduktówbio-
rącychudziałwreakcji.
Entalpiatworzeniasubstancjichemicznychzależyodtemperatury,jednakprzed-
stawionysposóbobliczaniaefektucieplnegoreakcjiwymaga,abywrównaniach
bilansucieplnegoznalazłysięwartościentalpiitworzeniareagentówwyznaczone
wtemperaturzetakiejsamej,jakobranatemperaturaodniesienia.Niejestistotne,jaka
jestrzeczywistatemperaturawreaktorze.Tęwłaściwośćbilansucieplnegoprocesu
chemicznegomożnazilustrowaćzapomocąprostegoprzykładureakcji1A→1B
prowadzonejwukładzieadiabatycznym(rys.1.12).Wartozauważyć,żetakisposób
prowadzeniaprocesuniebywastosowanywpraktyce.
Zakładasię,żewreakcjidochodzidocałkowitegoprzetworzeniasubstratuA.Do
rozpatrywanegoukładuwprowadzasięstrumieńE,wktórymsubstratAmatempera-
turęTE.Jestznimzwiązanystrumieńentalpiiogrzania
∆ą
HE=WE[A]·CA·(TE1T0)
(1.44)
wktórymWoznaczanatężenieprzepływustrumienia[mol/s],C—średnieciepło
molowereagenta[J/(mol·OC)],T0—temperaturęodniesienia[OC].
