Inżynieria Chemiczna i Procesowa

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Advertisements

Blok I: PODSTAWY TECHNIKI Lekcja 7: Charakterystyka pojęć: energia, praca, moc, sprawność, wydajność maszyn (1 godz.) 1. Energia mechaniczna 2. Praca 3.
Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych
Plan Czym się zajmiemy: 1.Bilans przepływów międzygałęziowych 2.Model Leontiefa.
Zasada zachowania energii
Zajęcia 1-3 Układ okresowy pierwiastków. Co to i po co? Pojęcie masy atomowej, masy cząsteczkowej, masy molowej Proste obliczenia stechiometryczne. Wydajność.
Stężenia Określają wzajemne ilości substancji wymieszanych ze sobą. Gdy substancje tworzą jednolite fazy to nazywa się je roztworami (np. roztwór cukru.
Świat pełen energii.. Zasada zachowania energii mówi. że istnieje pewna wielkość zwana energią, nie ulęgająca zmianie podczas różnorodnych przemian, które.
Fizyka współczesna: Temat 8: Metody pomiaru temperatury Anna Jonderko Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek Górnictwo i Geologia Rok I - studia magisterskie.
Mechanika płynów. Prawo Pascala (dla cieczy nieściśliwej) ( ) Blaise Pascal Ciśnienie wywierane na ciecz rozchodzi się jednakowo we wszystkich.
Rozliczanie kosztów działalności pomocniczej
Cel analizy statystycznej. „Człowiek –najlepsza inwestycja”
Przemiany energii w ruchu harmonicznym. Rezonans mechaniczny Wyk. Agata Niezgoda Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego.
Czy spalanie biomasy jest neutralne w kontekście CO 2 ? Wydział Przyrodniczo-Technologiczny Instytut Inżynierii Rolniczej Studenckie Koło Naukowe BioEnergia.
Scenariusz lekcji chemii: „Od czego zależy szybkość rozpuszczania substancji w wodzie?” opracowanie: Zbigniew Rzemieniuk.
EWALUACJA PROJEKTU WSPÓŁFINANSOWANEGO ZE ŚRODKÓW UNII EUROPEJSKIE J „Wyrównywanie dysproporcji w dostępie do przedszkoli dzieci z terenów wiejskich, w.
Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej -Układ i otoczenie, składniki otoczenia -Podział układów, fazy układu, parametry stanu układu, funkcja stanu,
Zmienne losowe Zmienne losowe oznacza się dużymi literami alfabetu łacińskiego, na przykład X, Y, Z. Natomiast wartości jakie one przyjmują odpowiednio.
Woda to jeden z najważniejszych składników pokarmowych potrzebnych do życia. Woda w organizmach roślinnych i zwierzęcych stanowi średnio 80% ciężaru.
Inżynieria chemiczna i procesowa Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej.
ENERGIA to podstawowa wielkość fizyczna, opisująca zdolność danego ciała do wykonania jakiejś pracy, ruchu.fizyczna Energię w równaniach fizycznych zapisuje.
KOMBINATORYKA.
Jakub Fiećko, Tomasz Godlewski, Patryk Derlukiewicz, Wojciech Gomoła I.Wstęp Głównym zastosowaniem pochodnych bezwodnika ftalowego jest utwardzanie żywic.
KOLUMNY REKTYFIKACYJNEJ MODELE. PROSTA KOLUMNA: SHOR Tylko 3 strumienie: 1 wlotowy i 2 wylotowe Metody obliczeń: Sprawdzające (rating): Fenske-Underwood-Gilliland.
Metody sztucznej inteligencji - Technologie rozmyte i neuronowe 2015/2016 Perceptrony proste nieliniowe i wielowarstwowe © Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab.
Definiowanie i planowanie zadań typu P 1.  Planowanie zadań typu P  Zadania typu P to zadania unikalne służące zwykle dokonaniu jednorazowej, konkretnej.
M ETODY POMIARU TEMPERATURY Karolina Ragaman grupa 2 Zarządzanie i Inżynieria Produkcji.
 Przedziałem otwartym ( a;b ) nazywamy zbiór liczb rzeczywistych x spełniających układ nierówności x a, co krócej zapisujemy a
Energia słoneczna i ogniwa paliwowe Patryk Iwan ZiIP I mgr Gr III.
Jak tworzymy katalog alfabetyczny? Oprac.Regina Lewańska.
Temat 10: Metody pomiaru temperatury Battulga Naranbaatar Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek Górnictwo i Geologia Rok I - studia magisterskie Grupa.
Budżetowanie kapitałowe cz. III. NIEPEWNOŚĆ senesu lago NIEPEWNOŚĆ NIEMIERZALNA senesu strice RYZYKO (niepewność mierzalna)
REAKTOR STECHIOMETRYCZNY STOICH. REAKTOR STOICH Reaktor stechiometryczny Zakładamy reakcję według poniższego równania: M i - to symbol reagenta v i -
 Austriacki fizyk teoretyk,  jeden z twórców mechaniki kwantowej,  laureat nagrody Nobla ("odkrycie nowych, płodnych aspektów teorii atomów i ich zastosowanie"),
O PARADOKSIE BRAESSA Zbigniew Świtalski Paweł Skałecki Wydział Matematyki, Informatyki i Ekonometrii Uniwersytet Zielonogórski Zakopane 2016.
Mikroprocesory.
MIESZANINY SUBSTANCJI
Wytrzymałość materiałów
Test analizy wariancji dla wielu średnich – klasyfikacja pojedyncza
Wykład IV Zakłócenia i szumy.
W kręgu matematycznych pojęć
MECHANIKA 2 Dynamika układu punktów materialnych Wykład Nr 9
MATEMATYCZNE MODELOWANIE PROCESÓW BIOTECHNOLOGICZNYCH
Prowadzący: dr Krzysztof Polko
Wykład 8 – Ruch masy w układach ożywionych. Dyfuzja. C.D.
Podstawy automatyki I Wykład /2016
Funkcja – definicja i przykłady
Wstęp do Informatyki - Wykład 3
Procesów Technologicznych Wykład 5 Hieronim Piotr Janecki WM i TO
Elementy fizyki kwantowej i budowy materii
Równania różniczkowe zwyczajne
Podstawy teorii zachowania konsumentów
Elektryczne źródła świata
Przepływ płynów jednorodnych
Wytrzymałość materiałów
Próg rentowności K. Bondarowska.
Tensor naprężeń Cauchyego
Wytrzymałość materiałów
Dokumentacja rysunkowa
Modelowanie układów dynamicznych
Wyrównanie sieci swobodnych
Prawa ruchu ośrodków ciągłych c. d.
Mechanika płynów Podstawy dynamiki płynów rzeczywistych
Aspekty prawne użytkowania instalacji grzewczych do 1 MW na paliwa stałe Urząd Marszałkowski Województwa Śląskiego Wydział Ochrony Środowiska.
Teoria procesów wymiany masy
PROCESY WIELOSTOPNIOWE
TERMODYNAMIKA – PODSUMOWANIE WIADOMOŚCI Magdalena Staszel
Przykładowe zadanie i ich rozwiązana
Zapis prezentacji:

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Prowadzący: prof. nzw. dr hab. inż. Arkadiusz Moskal Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej ul. Waryńskiego 1 00 – 645 Warszawa Pok. 323 Tel. 0-22-234-64-15 E-mail: a.moskal@ichip.wp.edu.pl www.ichip.pw.edu.pl/moskal/chemia

Ćwiczenia obliczeniowe: dr inż. Anna Jackiewicz -Zagórska dr inż. Agata Penconek Literatura polecana:

A) B) Penicylina to antybiotyk β-laktamowy otrzymywany przy użyciu pleśni Penicillium. W swej strukturze chemicznej zawiera pierścień tiozolidynowy sprzężony z pierścieniem beta laktamowym. Przedstawicielami są: penicylina benzylowa, penicylina fenoksymetylowa. Historia penicyliny zaczęła się w 1928 r. kiedy to Aleksander Fleming z Londyńskiego Szpitala Świętej Marii zaobserwował destrukcję kolonii bakterii Staphylococci w miejscach przypadkowo zanieczyszczonych grzybkiem Penicillinum notatum.

Pencilina – Sukces Inżynierii Chemicznej W latach 30-tych ubiegłego wieku odkryto penicylinę. Jedyną metodą jej wytwarzania była hodowla powierzchniowa która pozwalała otrzymywać gramy substancji czynnej. Hodowla powierzchniowa została zastąpiona bioreaktorem w połowie lat 40 – tych dzięki współpracy firm Merck i Pfizer z R. Wilhelmem z Wydziału Inżynierii Chemicznej Uniwersytetu w Prinston. Fermentacja w reaktorze ekstrakcja Masowa produkcja Filtracja Ciąg operacji jednostkowych

Główne etapy technologiczne Przechowywanie szczepów i przygotowanie ich do dalszego wstępnego namnażania Powiększanie skali namnażania inokulum do etapów produkcji Proces fermentacji produkcyjnej Wyodrębnianie produktu i dalsze postępowanie z czystym produktem

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Czym jest Inżynieria Chemiczna i Procesowa (Chemical and Process Engineering)? Definicja z http://pl.wikipwedia.org: Inżynieria chemiczna zwana bardziej poprawnie inżynierią procesową to nauka inżynieryjna zajmująca się projektowaniem operacji i procesów związanych z przepływem płynów, przemian cieplnych i chemicznych prowadzonych w skali przemysłowej. Zasady inżynierii procesowej mają zwykle charakter praktyczny "praw inżynieryjnych", umożliwiających poprawne projektowanie instalacji chemicznych. Zasady wypracowane dla inżynierii chemicznej są często stosowane przy budowie urządzeń nie-chemicznych, takich jak np. instalacje do produkcji i przesyłu energii termicznej w elektrociepłowniach. Stąd częściej mówi się o inżynierii procesowej niż tylko chemicznej. Podstawowym pojęciem w inżynierii procesowej jest proces jednostkowy, zwany też po prostu procesem, który jest pojedynczym aktem przemiany fizycznej lub chemicznej materii w aparaturze, oraz operacja jednostkowa będąca wyodrębnionym zespołem, fizycznych przemian materii (bez reakcji chemicznej). Procesy chemiczne obejmują wszystkie zjawiska, którym towarzyszy reakcja chemiczna. Na przykład rektyfikacji może towarzyszyć reakcja estryfikacji i wtedy taki proces nazywamy destylacją reaktywną. BIOINŻYNIERIA Wykorzystanie narzędzi inżynierskich do opisu zjawisk w układach ożywionych Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Czym jest Inżynieria Chemiczna i Procesowa (Chemical and Process Engineering)? Co wchodzi w jej skład ? Kinetyka Procesowa: -Mechanika płynów -Przenikanie ciepła i masy z reakcją chemiczną Termodynamika Procesowa Metody obliczeń własności płynów Równowagi fazowe procesów Inżynieria Chemiczna i Procesowa Procesy Podstawowe: -wyjaśnia mechanizmy znanych procesów na tle praw fizyki -klasyfikacja procesów Aparaturoznawstwo Procesowe -umiejętność wyboru odpowiedniej apartaury do danego procesu Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Tematyką inżynierii chemicznej i procesowej są metody obliczania i projektowania procesów. Informacje o procesie otrzymujemy z zależności ilościowych między poszczególnymi wielkościami charakteryzującymi proces. Zależności ilościowe otrzymujemy w wyniku BILANSU RÓŻNICZKOWEGO lub ALGEBRAICZNEGO tych wielkości. OGÓLNE ZASADY BILANSOWANIA PROCESÓW LUB ICH CIĄGÓW Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Wielkości EKSTENSYWNE Wielkości opisujące proces Wielkości INTENSYWNE Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa DEFINICJA: „Wielkością EKSTENSYWNĄ nazywamy wielkość fizyczną lub geometryczną, której akumulacja może być mierzona addytywnie, tzn. być sumą akumulacji występujących w podobszarach składających się na dany obszar. „ Akumulacja – ilość nagromadzającej się wielkości ekstensywnej w obszarze bilansowania. Przeciwieństwem wielkości EKSTENSYWNEJ jest wielkość INTENSYWNA, nie tworząca akumulacji w obszarze, ponieważ może być przypisana punktowi w przestrzeni. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Wielkości ekstensywne : masa, objętość, energia, pęd Przykłady : Wielkości intensywne: ciśnienie, temperatura Wielkości ekstensywne podlegają ogólnym zasadom bilansowania . NIE BILANSUJEMY WIELKOŚCI INTENSYWNYCH !!!!!! Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa AKSJOMATY BILANSOWE: 1. Określenie obszaru bilansowania (Control Volume) Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Wielkość ekstensywna zawarta w obszarze bilansowym (C.V) może ulegać zmianom na skutek: Zjawisk zachodzących wyłącznie wewnątrz obszaru bilansowania Oddziaływania między układem a otoczeniem przez granice układu Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Zjawiska zachodzące wyłącznie wewnątrz obszaru bilansowania ZJAWISKO PRZEMIANY: Wielkość ekstensywna może powstawać lub znikać na rzecz innej, współistniejącej w tym samym obszarze wielkości ekstensywnej Suma produkcji, przez którą rozumiemy tworzenie i/lub zanikanie zamkniętego zbioru ulegających wzajemnie przemianie wielkości ekstensywnych, w tym samym układzie jest równa zeru. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Oddziaływania między układem a otoczeniem przez granice układu W przypadku skalarnych wielkości ekstensywnych oddziaływanie układu z otoczeniem sprowadza się do zespołu wpływających i wypływających strumieni tej wielkości z układu. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Tworzenie i napływ wielkości ekstensywnej zwiększają jej akumulacje w układzie Zanikanie i odpływ wielkości ekstensywnej zmniejszają jej akumulacje w układzie. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Podstawowy AKSJOMAT bilansowy dla wybranej wielkości ekstensywnej : Wymiana między układem a otoczeniem Produkcja wewnątrz układu Zmiana akumulacji wielkości zawartej w układzie Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa W przypadku procesów przemysłu chemicznego przedstawiony aksjomat bilansowania ograniczamy do układów których elementami będą pojedyncze aparaty lub ich zespoły. Wielkościami ekstensywnymi podlegającymi bilansowaniu są masa i energia, a przemianą zachodzącą wewnątrz obiektu – reakcja chemiczna. Należy dokładnie zdefiniować w jakich jednostkach określa się wielkości biorące udział w bilansie oraz podać wymiar tych jednostek !!!!!!! Powszechnie obowiązującym jest układ SI kg, s , m Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Aby sporządzić bilans masy i energii należy postępować w następujący sposób: Zestawić wszystkie dostępne informacje na temat bilansowanego obiektu i wyraźnie określić cel obliczeń. b) Określić, jakie dodatkowe informacje mogą być potrzebne i uzyskać te informacje c) Naszkicować bilansowany układ i nanieść na schemat zgromadzone dane. d) Wybrać wygodną dla danego przypadku podstawę bilansowania. Podstawa bilansu jest odnośnikiem dla wykonującego obliczenia. Podstawą może być przedział czasu np.. 1 godzina lub ilość wybranego składnika np. 5 kg CaCO3. Czasami dobrze jest wybrać za podstawę wielkość jednostkową np. 1 kg, 1 mol/h e) Jeżeli w obszarze bilansowym zachodzi reakcja chemiczna, należy ją wpisać na schemacie i sprawdzić stechiometrię. Z równania reakcji odczytać można w jakich proporcjach jedne substancje są zużywane a inne powstają w trakcie procesu chemicznego. f) Zapisujemy relację ilościową bilansowanego obiektu zgodnie z aksjomatem bilansowym, uwzględniając jednolitość jednostek bilansowanej wielkości i obliczamy wartość nieznanego elementu bilansu. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Ważna uwaga: Jeżeli za podstawę bilansową obiektu, w którym zachodzi reakcja chemiczna przyjęliśmy jednostki masowe (kg), to dla uwzględnienia produkcji zamieniamy je na mole, obliczamy ilość wymaganego produktu Zgodnie z reakcją i następnie otrzymaną wartość w molach znów Zamieniamy na jednostki masowe (kg). !!!!!!! !!!!!!!!!BILANSUJEMY KILOGRAMY !!!!!! Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa BILANS MASY: Bilans masy opiera się na podstawowej zasadzie fizyki: ZASADZIE ZACHOWANIA MATERII Jeżeli w rozważaniach pominiemy zagadnienie energii atomowej , to w danym układzie ilość materii pozostaje stała. Jeżeli układ jest przepływowy bez reakcji chemicznej to prawo to przyjmuje postać: Akumulacja Wlot Wylot Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Ogólniej dla Objętości Kontrolnej o skończonych rozmiarach umieszczonej w strumieniu przepływającego płynu: Prawo zachowania masy przyjmuje postać: Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Dla procesów USTALONYCH w czasie: AKUMULACJA = 0 Bilanse sprowadzają się wtedy do zwykłych zależności algebraicznych typu: WLOT = WYLOT Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Dla procesów NIE USTALONYCH w czasie: Akumulacja Wlot Wylot Gdzie akumulacja to matematycznie pochodna po czasie : m – to bilansowana wielkość w obszarze kontrolnym Bilanse sprowadzają się wtedy do równań różniczkowych. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Przykład 1. ( Bilans masy – proces ustalony ) Rozdzielanie w ciągłej kolumnie destylacyjnej mieszaniny trójskładnikowej: benzen – kwas octowy -woda Należy obliczyć ilość benzenu wprowadzonego do kolumny w jednostce czasu. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Za podstawę bilansu przyjmujemy 1 h. Niech x oznacza liczbę kg benzenu w surówce na kg surówki. ms - strumień surówki [kg/h] mo – strumień odpadów [kg/h] mp- strumień produktu [kg/h] Bilans ogólny kolumny: ms = mo + mp (1) Skład surówki: x % mas. benzenu (1 – x) * 0,2 – ilość wody; (1 – x ) *0,8 – ilość kwasu octowego; Bilans wody: ms*( 1- x )*0,2 = mo*0,217 (2) Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Bilans benzenu: ms* x = mo * 0,674 (3) Bilans kwasu octowego: ms * ( 1 – x ) * 0,8 = mp * 1 + mo * 0,109 (4) Dostajemy układ równań algebraicznych z trzema niewiadomymi. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Przykład 2. ( Bilans masy – proces nieustalony w czasie ) Do zbiornika wpływają dwa strumienie Q1 [m3/h] i Q2 [m3/h] a wypływa Q3 [m3/h] W chwili t=0 zbiornik jest pusty. Wyznaczyć Czas napełniania zbiornika jeżeli jego objętość wynosi Vk [m3] Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Akumulacja Wlot Wylot Zakładamy że gęstość jest stała więc: Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Dostaliśmy równanie różniczkowe opisujące zmianę objętości zbiornika w czasie które całkujemy: Ostatecznie dostajemy: Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Prawo zachowania masy dla układów przepływowych z reakcją chemiczną Dla procesów NIE USTALONYCH w czasie: Akumulacja Wlot Wylot Produkcja/Konsumpcja Potrzebna jest informacja o szybkości reakcji chemicznej i jej kinetyce. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Szybkość reakcji rA= k * CA * CB Bilans składnika A: Bilans składnika A: Bilans składnika P: Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Zakładamy że objętość w reaktorze nie ulega zmianie Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Dostajemy układ równań różniczkowych, opisujących zmiany stężeń substratów i produktów w czasie. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Jeżeli w obszarze bilansowania znajduje się więcej niż jeden element np. kilka aparatów powiązanych ze sobą, to bilansujemy każdy element układu oddzielnie a następnie bilansujemy całość układu. Przy dekompozycji układu możemy natrafić na bilans „punktu zmieszania” , miejsca połączenia się co najmniej trzech strumieni. Strumień B Strumień A Strumień C WLOT = WYLOT Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa W procesach przemysłu chemicznego często spotykamy się z przypadkami zawracania części produktu do reaktora oraz z tzw. Bocznikowaniem. Usuwanie akumulacji składnika innertnego lub niepożądanego. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa BILANS ENERGII: Ogólna zasada bilansu energii jest taka sama jak zasada bilansu masy. Opiera się ona na tym samym AKSJOMACIE bilansowania. Energia może objawiać się w wielu formach: Energia nuklearna, energia elektryczna, energia potencjalna, energia kinetyczna, energia wewnętrzna, energia chemiczna, energia cieplna, praca W obliczeniach inżynierii chemicznej i procesowej skupiamy się na : Energii cieplnej (CIEPŁO) i pracy. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Ciepło – jest to energia transportowana z jednego obszaru do drugiego pod wpływem gradientu temperatury. Praca - jest definiowana przez siłę przemieszczającą obiekt na wybranym odcinku przestrzeni. W bilansach energetycznych obiektów przemysłu chemicznego stosuje się pojęcie ENTALPII będącej sumą dwóch członów występujących w tego typu bilansach: Czasami entalpię nazywa się „ciepłem całkowitym” Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Zasady bilansu ENERGETYCZNEGO: Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Układ przepływowy: W rozważaniach ilościowych wystarczy zająć się w bilansie: Energią kinetyczną EK Energią potencjalną EP Energią wewnętrzną U Ciepłem wymienionym z otoczeniem q  pracą DEp – przyrost energii produkowanej wewnątrz układu Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Układ nie przepływowy: Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Ważnym elementem który należy uwzględnić w bilansie energii jest odwracalność bilansowanego procesu. Każdy rzeczywisty proces uwzględniający tarcie, uderzenie, skończoną różnicę temperatur, mieszanie, nie może być odwracalny. W obliczeniach bilansowych wiele procesów rzeczywistych można przybliżyć bilansem słusznym dla procesów odwracalnych Pracę ekspansji dla odwracalnego procesu nie przepływowego oblicza się z : Pracę ekspansji dla odwracalnego procesu przepływowego oblicza się z : Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Bilans energii układu z uwzględnieniem wspomnianych form energii przedstawia się następująco: UKŁAD NIE PRZEPŁYWOWY: UKŁAD PRZEPŁYWOWY: W szczególnym przypadku gdy EK, EP, q i Wp są równe zeru, bilans energetyczny układu przepływowego sprowadza się do bilansu entalpii. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Graficznym przedstawianiem bilansu jest tzw. Wykres Sankeya w postaci pasm (strumieni) o szerokościach proporcjonalnych do odpowiednich wielkości bilansu. Bilans masy Bilans energii Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Przykład. Bilans cieplny i masowy kolumny rektyfikacyjnej Bilans materiałowy całej kolumny [mol/s]: Bilans składnika bardziej lotnego: Gdzie xs ,xD , xW to ułamki molowe składnika Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Przykład. Bilans cieplny i masowy kolumny rektyfikacyjnej Bilans cieplny kolumny: Gdzie is, id, iw – to entalpie molowe surówki, destylatu i cieczy wyczerpanej. Qw ciepło doprowadzone do kotła QD ciepło odprowadzone w deflegmatorze. Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Przykład. Bilans cieplny i masowy kolumny rektyfikacyjnej Eliminując S z równania otrzymujemy: Wprowadźmy nowe oznaczenia: Ciepło oddane na jeden mol destylatu w defegmatorze Ciepło dostarczone do kotła na jeden mol cieczy wyczerpanej Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Przykład. Bilans cieplny i masowy kolumny rektyfikacyjnej Uwzględniając te oznaczenia w równaniu entalpowym oraz eliminując S : Dzieląc stronami równania otrzymujemy: Jest to równanie przedstawiające zależność między ilością ciepła dostarczoną do kotła i oddawaną w deflegmatorze Wykład nr 1 : Wiadomości wstępne. Podstawy Bilansowania