第七章 不稳定过程的物料及能量
化工计算绪论及第一章
0.252 kcal
6q 266.9kgf m / s 1lbf 3.2808 ft
0.4536kgf 1m 1929.6lbf ft s
1－6 20％蔗糖溶液，20ºC粘度为1.967cp，换算 成:(1)kg/m·h（2）kgf·S/m2;(3)N·S/m2;(4)mPa·S; (5)lb/ft·S;(6)lbf·S/ft2。（1cp=0.01p)
例1-1 25℃时水的粘度为0.8937厘泊，换算成千 克/米·时及帕·秒。（1厘泊=0.01泊，1泊=1克/厘 米·秒）
解：1、找出比例形式（熟了后该步可忽略）
1k g 1000 g
100cm 1m
3600s 1h
2. 0.8937cp 0.8937102. g 1kg 100cm 3600s
第二节
单位换算
1— 4单位换算的方法
单位换算，是用不同单位制表示同一物理量。
连接单位法：将所有单位（原单位及所需换算 成单位）写出来，根据量与量间关系及单位间关 系写成数字与单位连乘连除式。
连接单位法步骤:
1、先查出同一因次不同单位制的换算系数，写 成比例形式（其比例 实质为1 ）
2、将需换成的量和单位根据其间关系写成数字 附带单位连乘连除的式子进行运算。
每个比值间垂直线相当于乘号，注意所乘比例
与要求单位间换算关系。
例2 将R=0.08205 atm.l.mol-1.K-1→SI单位
解:
R 0.08205 atm.l mol.K
101325Pa 1atm
1N 1Pa m 2
1m3 1000l
8.314N m mol1 K 1 8.314J mol1 K 1
能量隔离安全管理实施细则
附件6能量隔离安全管理实施细则第一章总则第一条为强化能量隔离管理，防止能量意外释放造成的人员伤害或财产损失，依据**公司《能量隔离管理规定（试行）》特制定本细则。
第二条本细则适用于**公司（以下简称公司）所属各单位及为公司服务的承包商。
第三条本细则规范了作业前能量隔离的方法、程序及管理要求。
第四条名词解释（一）能量：可能造成人员伤害或财产损失的工艺物料或设备所含有的能量。
本规定中的能量主要指电能、机械能（移动设备、转动设备）、热能（机械或设备、化学反应）、势能（压力、弹簧力、重力）、化学能（毒性、腐蚀性、可燃性）、辐射能等。
（二）隔离：将阀件、电气开关、蓄能配件等设定在合适的位置或借助特定的设施使设备不能运转或能量不能释放。
（三）安全锁：用来锁住能量隔离设施的安全器具。
按使用功能分为两类：1. 个人锁：只供个人专用的安全锁；2. 集体锁：现场共用的安全锁，并包含有锁箱。
集体锁为同花锁，是一把钥匙可以开多把锁的组锁。
（四）锁具：保证能够上锁的辅助设施。
如：锁扣、阀门锁套、链条等。
（五）“危险！禁止操作”标签：标明何人、何时上锁及理由并置于安全锁或隔离点上的标签。
（六）测试：验证系统或设备隔离的有效性。
第二章管理职责及范围第五条机动设备处负责组织制定、管理和维护本细则；负责本处室组织的检维修、项目施工中机械能、热能（机械或设备）、势能（弹簧力、重力）、辐射能能量隔离的管理、监督和考核。
第六条科技信息处负责生产装置内热能（介质携带及化学反应）、势能（压力）、化学能能量隔离的管理、监督和考核。
第七条生产运行处负责生产装置外部系统热能（介质携带及化学反应）、势能（压力）、化学能能量隔离、电气运行系统电能能量隔离的管理、监督和考核；负责与公司相关的外部能量隔离的协调管理。
第八条质量安全环保处对本细则的执行实施监督和考核。
第九条工程管理部负责本处室组织的独立区域内项目施工能量隔离的管理、监督和考核；负责本处室组织的非独立区域内项目施工中机械能、热能（机械或设备）、势能（弹簧力、重力）、辐射能能量隔离的管理、监督和考核。
物料与能量衡算
组分
苯酐
顺 酐 邻二甲苯
O2
N2
其他
合计
%（mol） 0.65
0.04
0.03
16.58
78
4.70
100
O-xylene air
【O】 Conversion
O-xylene
O2 Benzoic acid anhydride
Cis-butenedioic anhydride
N2 Others
４、以节点进行计算
）
则总蒸发水量为
W总
8000（0 1
15 ） 60
60000k
g
/
h
四效蒸发系统的物料衡算过程
第三效蒸发水量为
15
W
80000(1
) 17.8
12600kg
/
h
进入第Ⅳ的料液量 80000-12600=67400kg/h
则第Ⅳ效的蒸发水量WⅣ为
67400(1 17.8 ) 14300kg / h 22.6
输入(某种元素)＝输出(同种元素) ➢对反应过程中化学反应很复杂，无法用一、 两个反应式表示的物料衡算，可以列出元素 衡算式，用代数法求解。
丙烷充分燃烧时，要供给的空气量为理论量的125%，问每 10mol燃烧产物，需多少mol的空气？反应：
C3H8+5O2
3CO2+4H2O
丙烷 空气 （O2 N2）
101.01
0.2
101.01 303.12 R
R=100.92kmol/h
Eg1-4 合成氨方面的工艺计算
循环气R
原料F1 F2 1%氩气、 甲烷
reactor
驰放气F4
12.5%惰性气 体
第七章第二节不稳定能量和对流
...1
讨论（1）式：
a . 上升过程中T T .dz 0 W 0, 表明气层对于 . 该气块有正的不稳定能 , 有对流发展能力 量 . b . 上升过程中T T .dz 0. W 0. 表示气层对于该 . 气块有负的不稳定能量有抑制对流发展能力 , .
c. 下降过程中T T .dz 0 W 0, 表明气层对于 . 该气块有负的不稳定能 , 有抑制对流发展能力 量 . b . 下降过程中T T .dz 0. W 0. 表示气层对于该 . 气块有正的不稳定能量有对流发展能力 , .
故 :W
z
z0
T T gdz T
P P 0
P
P 0
T T dp ( RT ) T p
R (T T )d (ln p ) R (T T )[d ( ln p )]
P 0 P
R T d ( ln p ) R Td ( ln p )
怎样来求不稳定能量？
二、利用T-lnp图解分析不稳定能量
引入：
(T T ) W gdz z0 T 将dz 变成 dp
z
由静力学方程 gdz gdz dp P 而 RT dp gdz RT p
dp
设在z0处 气压为P0 设在z处 气压为P
P 0 P 0
P
P
R[ T d ( ln p ) Td ( ln p )]
P 0 P 0
P
P
由定积分的几何意义可知： -lnp P P0 rm rd 状态曲线 T 此积分在T-lnp图上相当于状态曲线和纵轴上P0与P等 压线之间围成的面积。
工厂和装置(车间)的物料、能量和公用工程平衡
工厂和装置(车间)的物料、能量和公用工程平衡工厂和装置（车间）的物料、能量和公用工程平衡是指在生产过程中，通过物料的输入、能量的转换和利用以及公用工程的维护，使得整个生产系统形成稳定的闭环，实现物料、能量和公用工程之间的平衡。
一、物料平衡物料平衡是指在整个生产过程中，对物料的输入和输出进行衡量和控制，以实现物料的合理利用和节约。
具体来说，物料平衡主要包括原材料的输入、中间产物的转化和成品的输出三个方面。
首先，原材料的输入是生产过程的起点。
在工厂和装置中，原材料通常是指具有一定的化学组成和物理性质的原物质，它是生产过程中的主要输入物料。
原材料的输入包括数量、质量和容积等各方面的考虑，需要根据实际情况进行合理设定。
其次，中间产物的转化是指在生产过程中，通过一系列的反应、分离和处理方法，将原材料转化为中间产物。
中间产物通常是指生产过程中的中间产物，它是实现产品结构和性能的重要环节。
中间产物的转化需要考虑反应条件、转化率、选择性等因素，以确保生产过程的高效和稳定。
最后，成品的输出是生产过程的终点。
成品的输出是判断生产过程是否成功的重要指标，它通常包括数量、质量和外观等多个方面的要求。
成品的输出需要根据市场需求进行合理设计，并且要充分考虑生产过程中的各种因素，以确保成品的质量和产量。
二、能量平衡能量平衡是指在生产过程中，对能量的输入、转换和利用进行衡量和控制，以实现能量的高效利用和节约。
在工厂和装置中，能量通常包括热能、动能和化学能等多个方面的考虑。
首先，能量的输入是生产过程的能量来源。
能量的输入通常是指对外界能源的获取和利用，例如电力、天然气、燃煤等。
能量的输入需要根据生产过程的需求和供应条件进行合理选择，以确保生产过程的正常运行和能源的高效利用。
其次，能量的转换是指将输入的能量转化为生产过程所需的能量形式。
能量的转换通常通过一系列的转换设备和方法进行，例如锅炉、发电机、涡轮机等。
能量的转换需要考虑能源的类型、转换效率和传递损失等因素，以确保能量的高效转换和利用。
第七章化工工艺计算-PPT
统 O2 0.109Wmol
N2 0.803Wmol
CO2 0.0555Wmol
产物(P) C2H4O 0.83mol
H2O Zmol
采用元素得原子守恒计算,即 C 平衡 2X=(0、83×2)+(0、0325W×2+0、0555W) H 平衡 4X=(0、83×4+2Z)+0、0325W×4
例1: 在银催化剂作用下,乙烯被空气氧化成环氧乙烷(C2H4O),副反应就是乙烯 完全氧化生成CO2与H2O。已知离开氧化反应器得气体干基组成就是:C2H43、 22%,N2 79、64% ,O2 10、81% , C2H4O 0、83% , CO2 5、5%(均为体积分数)。 该气体进入水吸收塔,其中得环氧乙烷与水蒸气全部溶解于水中,而其她气体不 溶于水,由吸收塔顶逸出后排放少量至系统外,其余全部循环回氧化反应器。
设新鲜原料气(FF)中C2H4得量为Xmol;空气为Ymol(含79%N2与21%O2); 弛放气Wmol;乙烯完全氧化生成得H2O量为Zmol。
RC
FF
MF
反应器
RP
水吸收塔 SP
W
A
B
P
围绕总系统做物料衡算。
C2H4
新鲜原料气 O2
（FF）
N2
Xmol 0.21Ymol 0.79Ymol
弛放气（W) 系
第七章化工工艺计算
§7、1 概述
化工生产过程:主副产品量、原材料消耗、能量消耗、三废指标
化工工艺计算 物料衡算、热量衡算 进行化工设计、过程经济评价、节能分析与过程优化得基础
1、物料衡算与热量衡算得主要步骤
(1)收集计算数据:化工装置得生产操作数据,如输入与输出物料得 流量、温度、压力、浓度等,涉及物质物化常数,如密度、热容等。 (2)写出相关反应方程式(包括主副反应)并配平,标明相对分子量。 (3)绘出流程得方框图,标明相关参数。
无机化学第七章化学动力学基础
反应历程
H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2是下列基元反应构成 H++H2O2H3O2+ H3O2+H++H2O2 H3O2++Br-H2O+HOBr(慢反应) HOBr+H++Br-H2O+Br2 因速度决定步骤为慢反应，即v=k[H3O2+][Br-] 但初态时并没有H3O2+只有H2O2、Br-、H+，我们需要变换一下H3O2+ 因H++H2O2H3O2+为快反应，在溶液中立刻就达到了平衡
求该反应的反应级数m+n和速度常数k?
浓度对化学反应速率的影响
浓度对化学反应速率的影响
解：由速度方程v=k[CO]m·[Cl2]n 得：v1=k[CO]m·[Cl2]1n v2=k[CO]m·[Cl2]2n
v=k[CO]·[Cl2]3/2 m+n=2.5 即 对CO为一级
对Cl2为1.5级
基元反应的速度方程
恒温下，基元反应的反应速度与各反应物浓度系数次方的乘积成正比。也称为质量作用定律
对： aA + bB dD+eE
则： v=k[A]a·[B]b
如：
对于反应 H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2的速度方程不能写成v=k[H2O2][H+]2[Br-]2，因其不是一个五元反应。
一步完成的化学反应称基元反应，由一个基元反应构成的化学反应称为简单反应；由两个或三个基元反应构成的化学反应称为非基元反应或复杂反应。
7-4 反应历程
反应历程
如：H2O2+2Br-+2H+2H2O+Br2 是由下列一系列基元反应构成
第七章大气静力稳定度和不稳能量第一节稳定度
880 17
700 -1
600 -18
500 -25
第一项：气块在起始高度时内外温差引起的 垂直加速度。 第二项：周围大气的温度递减率和气块本身 温度递减率的差别而引起的垂直加速度。 大气稳定度基本判别式：
dT T0 T0 r z dz dz g Tz dT r z dz dw T0' T0 dz 整理 : g g dt Tz Tz
(
rd
0)
t℃
1 dw g (r rm ) dz dt Tz
②、气块作湿绝热运动时，大气稳定 度的判据。
1 . r rm
1 dw 0 大气层结不稳定 dz dt
-lnp rm -lnp rm
-lnp rm r t℃
r
r 2)、 r=rm 中性 t℃
r<rm
t℃ 稳定
说明：气层对湿绝热运动的气块是 不稳定的。
( se 0)
se ( 0)
se ( 0)
③、结合干、湿绝热过程，大气稳定度判据。
1 . 当r rd (r rd rm ) 大气绝对不稳定和 se 0) ( 0
1、定义：气块受到垂直方向上扰动后，大气层结 使气块具有返回或远离平衡位置的趋势和程度。 二、判断稳定度的基本方法——气块法
复习：
r.rd .rm
Z
r ：实际大气温度随高度的变化率。 r 曲线：实际大气温度随高度的变化曲线。 r
的数据由探空资料获得
r 曲线
T
rd
：干空气或未饱和的湿空气作绝热上升或下降时温度随高 度的变化率。
说明：气层对干绝热垂直运动的气块显不稳定 t℃
化工过程中的物料平衡与能量平衡控制
化工过程中的物料平衡与能量平衡控制重庆湘渝盐化责任有限公司摘要：化工过程中的物料平衡与能量平衡控制是确保工程操作正常运行和资源高效利用的关键要素。
物料平衡涉及跟踪原材料和产物在过程中的流动，以确保没有物质浪费。
能量平衡控制则关注能源的输入和输出，以提高能源效率和降低生产成本。
这两个方面的控制对于可持续化工过程至关重要，有助于减少环境影响并提高经济效益。
未来，随着新兴技术的发展，化工工程领域将不断寻求更精确的建模和控制方法，以应对日益复杂的生产需求，同时实现资源和能源的可持续利用。
物料平衡与能量平衡控制将继续在化工工程中发挥重要作用，推动行业向更加环保和高效的方向迈进。
关键词：化工过程；物料平衡；能量平衡引言化工过程的设计和运营需要高度的精确性和控制，以确保产品质量、安全性和经济效益。
在这一领域，物料平衡和能量平衡控制是至关重要的概念。
物料平衡涉及追踪化工过程中原材料、反应产物和中间体的流动，以确保资源的高效利用、减少浪费和确保产品的一致性。
与此同时，能量平衡控制关注能源的输入和输出，以最大程度地提高能源效率、降低生产成本和减少环境影响。
本文将探讨物料平衡和能量平衡的基础概念、计算方法以及其在化工过程中的关键作用。
我们还将考察当前面临的挑战以及未来可能的发展趋势，包括新兴技术的应用和可持续化工过程的前景。
物料平衡和能量平衡控制的深入研究对于实现可持续化工生产和资源管理至关重要。
一、物料平衡与能量平衡基础（一）物料平衡的概念与应用物料平衡是化工过程工程师在处理原材料、反应产物和副产品时的核心概念。
它涉及追踪和量化物料在进程中的流动，以确保质量和数量的一致性。
物料平衡的目的是分析过程中物质的输入、输出和积累，从而掌握工程系统的运行情况。
这种平衡对于确定反应效率、材料利用率和废物生成率至关重要。
它在化工、制药、食品加工等领域中广泛应用。
（二）能量平衡的概念与应用能量平衡是另一个重要的工程原理，它关注能量在工程系统中的传递和转化。
化工生产物料和能量平衡解析
3)对连续流动体系，用单位时间作计算基准有时较 方便。例如：以1小时、1天等的投料量或产品量 作基准。
4)对于气体物料，如果环境条件(如温度、压力)已 定，则可选取体积作基准。
1.2.2 基本方法
(3)根据过程的不同情况选择物料衡算式进行计算。
具体进行物料计算时，可采用下列步骤
通过物料平衡和能量衡算可以确定各物料的流量、 组成、状态和物化性质，从而为确定设备尺寸、管 道设计、仪表设计、公用工程设计以及建筑、结构 设计提供依据。
1.1 概述
物料和能量衡算是化工技术人员必须掌握的基本技 能，也是学习和对化工过程进行深入研究时，推导 数学模型基本方程的重要基础。
化工过程根据其操作方式可以分成间歇操作、连续 操作以及半连续操作三类。或者将其分为稳定状态 操作和不稳定状态操作两类。在对某个化工过程作 物料或能量衡算时，必须了解生产过程的类别。
3
1.2.2 基本方法
(2)选择计算基准 进行物料、能量衡算时，必须选择一个计算基准。 从原则上讲，任何一种计算基准都能得到正确的解 答，但计算基准选择得恰当，可以使计算简化，避 免错误。
1.2.2 基本方法
根据过程特点，选择计算基准时应注意以下几点：
1)应选择已知变量数最多的流股作为计算基准。例 如：某一个体系，反应物组成只知其主要成份， 而产物的组成已知，就可以选用产物的单位质量 或单位体积作基准，反之亦然。
化工过程操作状态不同，其物料或能量衡算的方程 亦有差别。
1.2 物料平衡
1.2.1 基本概念
进行物料衡算的理论依据是质量守恒定律，即在一 个独立的体系中，无论物质发生怎样的变化，其质 量保持不变。 物料衡算基本式
能量衡算
第七章 能量衡算7.1 能量衡算经验式如下的能量平衡经验式是在不输入轴功并且内能和机械能不变时总结出的。
这个经验式说明了进入到系统的能量等于流出系统的热量。
它的表达式如下： 654321Q Q Q Q Q Q ++=++ （7-1） 经验式里： 1Q 是能量改变中由物料进入设备引起的那一部分，单位是千焦; 2Q 是能量改变中由加热物质和冷却物质引起的那一部分，单位是千焦； 3Q 热量变化中由反应过程引起的那一部分，单位是千焦；4Q 是能量改变中由物料离开引起的那部分，单位是千焦； Q 5是设备加热和冷却时引起的那部分能量变化，单位是千焦；6Q 是由设备能量流失而引起的那部分热量变化，单位是千焦。
这个经验式运用时，其他的有可能是正值。
还有可能是负值。
要记在心里只有1Q 和4Q 一直为正值。
例如Q3的规定不同于热力学的。
一定要注意。
如果操作过程有热量放出，3Q 的符号是正的，同理如果单元操作要吸收热量，3Q 符号是负的，Q2又叫热负荷，能根据经验式来计算。
要是算出的2Q 是正的，说明操作过程设备和被处理的物料的温度会下降，需要外界提供热量才能平衡。
如果2Q 是负的值，则说明操作过程中需设备和物料温度会降低，得需要外界带走热量才能使系统平衡。
还有，间歇操作情况比较特殊，通常情况下时间段不一样则操作也不一样的，这样一来，Q2应该分不同的操作段来计算，根据各个段的计算结果，找出绝对值最大的作为热负荷。
想要得出反应容器的热负荷，必须从热量平衡经验式入手。
求出经验式中其他各项值以后就可以算出Q2了。
7.2 反应能量衡算示意图对环化脱水过程进行热量衡算的目的是确定环化脱水过程中需要转移的热量。
依题意可将苯嗪草酮环化脱水的反应装置作为衡算对象。
若将过程的热效应作为输入热量来考虑，则可绘出如下图所示的衡算示意图。
反应原料带入的热量1Q反应后物料带出的热量4Q 合成过程转移的热量2Q 设备升温所需热量5Q 过程的热效应3Q 设备向环境散失的热量6Q7.3 加热剂或冷却剂的类型由热量衡算可确定设备的热负荷，根据热负荷的大小和工艺要求，可选择适宜的加热剂或冷却剂，以向设备提供或从设备移除热量。
不稳定的物化性质及危险特性
不稳定的物化性质及危险特性引言本文档旨在研究和讨论不稳定物质的物化性质以及相关的危险特性。
了解这些属性和特性对于安全操作和处理这些物质至关重要。
不稳定性不稳定物质指的是在特定条件下容易发生分解、聚合、爆炸、自燃、剧烈反应或产生有害物质的物质。
以下是一些常见的不稳定性特征：- 敏感性：不稳定物质可能对外界刺激非常敏感，如温度变化、压力变化、撞击或摩擦。
- 分解：不稳定物质可能在特定条件下发生分解，产生气体、热量、毒性物质等。
- 自聚：不稳定物质可能发生自聚反应，形成高分子化合物或固体结构。
危险特性不稳定物质的危险特性与其不稳定性密切相关。
以下是一些常见的危险特性：- 爆炸性：某些不稳定物质在特定条件下能够迅速放出巨大的能量，导致爆炸。
- 引火性：某些不稳定物质容易在接触火源时自燃或产生可燃气体。
- 毒性：不稳定物质分解或反应后可能产生有毒物质，对人体或环境有害。
- 腐蚀性：某些不稳定物质在接触到金属、皮肤或其他物质时能够导致损伤或腐蚀。
预防措施为了防止不稳定物质的意外事故和危险，以下预防措施可以采取：- 储存和运输：确保不稳定物质储存在合适的中，并且符合相关的储存和运输标准。
- 标签和标识：对于不稳定物质，必须用明显的标签和标识来指示其特性和危险性。
- 防护措施：在处理不稳定物质时，必须采取适当的个人防护措施，例如戴手套、护目镜和防护服。
- 事故应急处理：建立适当的事故应急处理程序，以应对不稳定物质可能导致的事故或泄漏。
结论了解不稳定物质的物化性质和危险特性对于安全操作和处理是至关重要的。
通过预防措施的实施，我们可以降低意外事故和危险发生的风险，确保人员和环境的安全。
化工生产物料和能量平衡PPT课件
3
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1.1 概述
间歇操作过程：原料在生产操作开始时一次加入， 然后进行反应或其它操作，一直到操作完成后，物 料一次排出。在整个操作时间内，没有物料进出设 备，设备中各部分的组成、条件随时间不断变化。
连续操作过程：在整个操作期间，设备的进料和出 料是连续流动的，原料不断稳定地输人生产设备， 同时不断从设备排出总量相等的物料。在整个操作 期间，设备内各部分组成与条件不随时间而变化。
半连续操作过程：操作时物料一次输入或分批输入， 而出料是连续的；或连续输入物料，而出料是一次 或分批的。
4
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1.1 概述
稳定状态操作过程（稳定过程）：整个化工过程的 操作条件（如温度、压力、物料量及组成等）不随 时间而变化，只是设备内不同点有差别。
不稳定状态操作过程（不稳定过程）：操作条件随 时间而不断变化的过程。
((369))
25
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例1.2.3-2
9个方程，只有6个独立，可任选两组方程求解。
本题应选先体系C，因2、4、5的组成均为已知，只 有S2、S4、S5三个未知量，可从(7)、(8)、(9)三式直 接求解。得：
S2=520 mol/h S4=150 mol/h S5=330 mol/h
再任选一组（体系A或B）衡算方程，即再由(1)、 (2)、(3)或(4)、(5)、(6)可解得
化工过程操作状态不同，其物料或能量衡算的方程 亦有差别。
5
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1.2 物料平衡
6
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1.2.1 基本概念
进行物料衡算的理论依据是质量守恒定律，即在一 个独立的体系中，无论物质发生怎样的变化，其质 量保持不变。 物料衡算基本式
进入体系的物料量出＝体输系的物料量 ＋体系积累的物料量
7.《界面化学》第七章
a0
lc
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P≤1/3
球形胶束
1/3＜P＜1/2 圆柱形胶束
1/2＜P＜1 泡囊，柔性双层
P~1
层状
P＞1
反胶束
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第七章 双亲分子在溶液中的有序组合
7.4 形成有序组合体的有关理论
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当表面上铺满两亲分子后，体相其它分子无法进入表面，则在水 中形成亲油基向内、亲水基向外的胶束（抱成团儿），降低能量。
在水相：憎水基团越长或越大，越易于形成胶束；
Traube规在则油：相：亲水基团越大，越易于形成胶束。 同系物的活性剂，每增加一个—CH2，表面活性增至
原来的3倍左右。
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7.4.2 临界堆积参数
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第七章 双亲分子在溶液中的有序组合
7.4 形成有序组合体的有关理论
7.4.2 临界堆积参数
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第七章 双亲分子在溶液中的有序组合
7.4 形成有序组合体的有关理论
7.4.3 自组合过程的耗散结构理论
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第七章 双亲分子在溶液中的有序组合
7.1 典型表面活性剂组成的有序组合体
C增加— 各种有序 组合体：
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第七章 双亲分子在溶液中的有序组合
7.1 典型表面活性剂组成的有序组合体
稳定流动系统的能量衡算
连续性方程
谢谢观看！
稳定流动系统的能量衡算
一、稳定流动与不稳定流动
稳定流动
不稳定流动
稳定流动or不稳定流动？？？
稳定流动系统的物料衡算式---连续性方程
物料衡算：是以质量守恒定律为基础对物料 平衡进行计算。
物料平衡：在单位时间内进入系统(体系)的 全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质 量再加上损失掉的和积累起来的物料质量。
对于稳态流动系统，及在管路中流体没有增加和漏失的情况下：
qm1 qm2
1
2
1u1 A1 2u1A1 2u2 A2 uA 常数
——连续性方程式
qm 1u1A1 2u2 A2 uA 常数
u1 A1 u2 A2 u1 A2 u2 A1
动力学不稳定体系
动力学不稳定体系
（原创实用版）
目录
1.动力学不稳定体系的定义和特点
2.动力学不稳定体系的例子
3.动力学不稳定体系的数学模型
4.动力学不稳定体系的应用
5.动力学不稳定体系的挑战和未来发展
正文
动力学不稳定体系是指在动力学系统中，系统的演化规律使得系统内部的某些物质或能量会逐渐累积，最终导致系统失衡并产生剧烈变化的体系。
这种体系具有以下特点：首先，它们通常具有较高的复杂性，其内部包含了大量的相互作用和反馈机制；其次，它们通常具有非线性的演化规律，使得系统的行为很难预测；最后，它们通常具有分形结构，即系统的某些特征在不同尺度上具有相似性。
动力学不稳定体系的例子有很多，比如大气系统中的气候变化、生态系统中的物种灭绝、经济系统中的金融危机等。
这些体系的共同特点是，它们都具有较高的复杂性和非线性，因此很难通过传统的线性模型来描述和预测。
对于动力学不稳定体系，建立数学模型是非常重要的。
这些模型可以帮助我们理解系统的演化规律，预测系统的行为，甚至通过干预来控制系统的演化。
例如，对于气候变化这个动力学不稳定体系，科学家们建立了大量的数学模型来描述和预测气候的变化，这些模型包括了大气模型、海洋模型、陆地模型等。
动力学不稳定体系在很多领域都有应用，比如气候科学、生态学、经
济学等。
在这些领域，理解动力学不稳定体系的演化规律可以帮助我们更好地应对系统的变化，甚至通过干预来控制系统的演化。
然而，动力学不稳定体系的研究也面临着很多挑战，比如模型的复杂性、数据的缺乏、计算能力的限制等。
此外，由于系统的非线性和分形结构，传统的线性模型和预测方法往往无法准确描述和预测系统的行为。
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m入 + r生 = m出 + r耗
7-2 积分计算
dm = m入 dt + r生 dt − m出dt − r耗 dt
tf tf 入 tf tf tf
∫ dm = ∫ m
t0 t0
dt + ∫ r生 dt − ∫ m出dt − ∫ r耗 dt
t0 t0 t0
输入量+生成量－输出量－消耗量＝ 输入量+生成量－输出量－消耗量＝积累量 生成量 对于封闭（间歇）体系，过程中无物料进出，则 t t
第一节 不稳定过程的衡算方程
物料及能量衡算式一 生成量－ 输入量 生成量－输出量－消耗量＝积累量 用于瞬时的微分式 上方程有两种形式： 上方程有两种形式： 用于一定时间间隔 的积分式
7－1
微分衡算
有物质A
m入、m出 — —物质A进出体系的质量流率, kg s; r生、r耗 — —体系内因化学变化物质A生成、消耗速率 kg s; ∆m — —在t至∆t间隔内A的积累量，kg。
当Δt很小时有：
输入量＝m入 ∆t 输出量＝m出∆t 生成量＝r生 ∆t 消耗量＝r耗 ∆t 则∆m = m入 ∆t + r生 ∆t − m出∆t − r耗 ∆t = (m入 + r生 − m出 − r耗 )∆t
当∆t→0时，则有
dm = m入 + r生 − m出 − r耗 dt
对连续稳定体系，积累量＝0，则：
第七章 不稳定过程的物料及能量衡算
不稳定过程，体系的性质随时间而变，在体 不稳定过程，体系的性质随时间而变， 系内部各处将发生质量和能量的积累（ 系内部各处将发生质量和能量的积累（或负积 累）以及积累随时间变化，式体系内既存在空 以及积累随时间变化， 间上的不均匀性，又存在时间上的不定常性。 间上的不均匀性，又存在时间上的不定常性。 而这些又会反过来影响体系边界上质量和能量 的交换情况。 的交换情况。
f f
m初 + ∫ r生 dt = m终 + ∫ r耗 dt
t0 t0
最初输入量+生成量＝最终输出量 消耗量 最初输入量 生成量＝最终输出量+消耗量 生成量
第二节 连续不稳定过程的物料衡算
两步： 1.建立不稳定过程的衡算方程（微分方程）
dx = f (x , t ) dt
方程数等于随变量数
2.解方程 须知随变量x和自变量t 的函数关系以及边界 条件。