热量平衡计算课程设计成品
课程设计热量衡算
课程设计热量衡算一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握热量衡算的基本概念和方法，能够运用热量衡算原理解决实际问题。
具体目标如下：1.了解热量衡算的基本原理。
2.掌握热量衡算的基本公式和计算方法。
3.了解热量传递的途径和方式。
4.能够运用热量衡算原理进行简单的热量计算。
5.能够分析实际问题，运用热量衡算方法解决问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生对物理学科的兴趣和好奇心。
2.培养学生勇于探索、思考的科学精神。
3.培养学生理论联系实际的能力，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.热量衡算的基本概念：热量、温度、比热容等。
2.热量衡算的基本公式：热量传递公式、热量计算公式等。
3.热量传递的途径和方式：导热、对流、辐射等。
4.实际问题中的热量衡算： examples of heat transfer calculations inreal life.三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解热量衡算的基本概念、公式和计算方法。
2.讨论法：引导学生进行思考和讨论，巩固所学知识。
3.案例分析法：分析实际问题，运用热量衡算方法解决问题。
4.实验法：进行热量实验，观察热量传递现象，加深对热量衡算的理解。
四、教学资源为了保证本节课的教学效果，我们将准备以下教学资源：1.教材：提供给学生的基础知识和学习指导。
2.参考书：为学生提供更多的学习资料和拓展知识。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等，辅助讲解和展示热量衡算相关内容。
4.实验设备：进行热量实验，观察热量传递现象，加深对热量衡算的理解。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置与热量衡算相关的基础性和拓展性作业，评估学生的知识掌握和应用能力。
高中物理热学平衡教案设计
高中物理热学平衡教案设计
课时安排：2课时
教学目标：
1. 了解热学平衡的概念及其重要性；
2. 掌握热平衡的判定条件和热平衡方程的应用；
3. 能够解决与热平衡相关的问题。
教学重点：
1. 热学平衡的概念；
2. 热平衡的判定条件；
3. 热平衡方程的应用。
教学难点：
1. 热平衡方程的应用。
教学过程：
一、导入（5分钟）
引导学生回顾前几节课的内容，复习热力学基本概念，为学习热学平衡做铺垫。
二、讲解热学平衡概念（10分钟）
1. 引入热学平衡的概念，解释热学平衡在热力学中的重要性；
2. 通过实例讲解热平衡的条件及其在日常生活中的应用。
三、讲解热平衡判定条件（15分钟）
1. 介绍热平衡的判定条件，包括温度相等和热流相等；
2. 给出实际例题，让学生进行思考和讨论。
四、讲解热平衡方程的应用（20分钟）
1. 介绍热平衡方程的一般形式和具体应用方法；
2. 讲解热平衡方程在不同情境下的应用，如两物体间的热传导等。
五、学生练习与讨论（10分钟）
1. 让学生进行相关练习，巩固所学知识；
2. 学生互相讨论解题思路，共同解决问题。
六、小结与讲评（5分钟）
总结本节课的重点内容，强调热学平衡的重要性和实际应用，帮助学生理解并掌握所学知识。
课后作业：完成相关练习题，巩固所学知识。
教学资源：课件、教材、实验器材等。
教学反思：在教学过程中要注重引导学生思考和提高解题能力，帮助他们更好地理解和应用热学平衡的知识。
热量的计算教案设计
热量的计算精品教案设计第一章：热量计算的基本概念1.1 热量的定义与单位解释热量的概念，让学生理解热量是物体内能的一种表现形式。
介绍热量单位焦耳（J）和国际单位制中的其他热量单位。
1.2 热量传递的方式讲解热传导、对流和辐射三种热量传递方式的原理和特点。
通过实例让学生了解不同热量传递方式在实际生活中的应用。
第二章：热量计算的基本公式2.1 热量传递的计算公式介绍热传导、对流和辐射的计算公式及适用条件。
解释公式中的各个参数，如温度、导热系数、面积、距离等。
2.2 热量转换的计算公式讲解热量从一种形式转换为另一种形式的计算方法，如温度变化、相变等。
介绍热量转换公式中的转换系数和适用条件。
第三章：热量计算的实例分析3.1 热传导实例分析提供一个实际物体（如金属板）的热传导问题，让学生应用热传导公式进行计算。
引导学生分析问题中涉及到的已知量和未知量，并运用适当的解决方法。
3.2 对流实例分析提供一个实际物体（如散热器）的对流问题，让学生应用对流公式进行计算。
引导学生分析问题中涉及到的已知量和未知量，并运用适当的解决方法。
第四章：热量计算的实践操作4.1 热量计算软件的应用介绍热量计算软件的使用方法和操作步骤。
通过实际操作，让学生学会使用软件进行热量计算和结果分析。
4.2 热量计算实验安排一个实验课程，让学生亲自动手进行热量实验。
引导学生观察实验现象，测量相关数据，并应用热量计算公式进行分析。
第五章：热量计算的综合应用5.1 热能转换的实例分析提供一个新的实例，涉及热能转换的问题，如热机效率等。
引导学生分析问题中涉及到的已知量和未知量，并运用适当的解决方法。
5.2 热量计算在工程中的应用讲解热量计算在工程领域中的应用，如热力系统设计、热传导材料选择等。
引导学生思考如何将热量计算应用到实际工程问题中，解决实际问题。
第六章：热平衡与热量守恒6.1 热平衡的概念解释热平衡状态是指系统中各部分之间热量交换达到动态平衡的状态。
第二节热量平衡计算
（一）糖化用水耗热量Q1 根据工艺，糖化锅加水量为：
G1=（1003.9+200.8）4.5=5421.15(kg) 式中，1003.9为糖化一次大米粉量，200.8为 糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%）。
而糖化锅加水量为：
G2=2808.93.5=9831.15(kg) 式中，2808.9为糖化一次糖化锅投入的麦芽 粉量，即3009.7-200.8=2808.9(kg)。而3009.7为 糖化一次麦芽定额量。
4．确定合适的计算基准
在热量衡算中，取不同的基准温度，算出的 （5-8）式中各项数据就不同。所以必须选准 一个设计温度，且每一物料的进出口基准态必 须一致。通常，取0℃为基准温度可简化计算。
此外，为使计算方便、准确，可灵活选取 适当的基准，如按100kg原料或成品、每小时 或每批次处理量等作基准进行计算。
c麦芽=0.01[(100-6)1.55+4.186]=1.71[kJ/(kg·K)] c大米=0.01[(100-13)1.55+4.1813]=1.89[kJ/(kg·K)]
c米 醪 G 大c G 米 大 大 米 米 G G 麦 麦 c芽 麦 芽 G 芽 1G 1cw
10.901.38 920 .801.7 154.12 51 4.18 10.90230 .8 054.1251
故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ)
式中，I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（kJ/kg）。
3．热损失Q4 根据经验有：
Q4=15% （Q4+Q4） 4．把上述结果代回（5-16）式得
Q4=1.15(Q4+Q4) =753900(kJ)
初中物理能量的平衡教案
教案：初中物理能量的平衡教学目标：1. 理解能量守恒定律的概念。
2. 掌握能量守恒定律的表述和意义。
3. 能够运用能量守恒定律分析实际问题。
教学重点：1. 能量守恒定律的概念和表述。
2. 能量守恒定律在实际问题中的应用。
教学难点：1. 能量守恒定律的理解和应用。
教学准备：1. PPT课件。
2. 教学案例和实例。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 通过PPT课件展示一些日常生活中的能量转化现象，如烧水、照明等，引导学生思考能量的转化和守恒。
2. 提问：同学们，你们认为能量在转化过程中是否守恒？能量守恒定律是什么意思？二、新课讲解（15分钟）1. 讲解能量守恒定律的概念和表述，引导学生理解能量守恒定律的意义。
2. 通过PPT课件和实例，讲解能量守恒定律在实际问题中的应用，如机械能守恒、热能守恒等。
3. 引导学生思考能量守恒定律在自然界和人类社会中的应用，如能源的开发和利用、节能减排等。
三、课堂互动（10分钟）1. 学生分组讨论，分析一些生活中的能量转化和守恒现象，如手机充电、燃烧等。
2. 各组汇报讨论成果，教师点评并解答学生疑问。
四、课后作业（5分钟）1. 根据课堂所学，完成课后作业，巩固能量守恒定律的知识。
教学反思：本节课通过导入、新课讲解、课堂互动和课后作业等环节，旨在让学生理解能量守恒定律的概念和表述，掌握能量守恒定律的意义和应用。
在教学过程中，要注意引导学生思考能量守恒定律在实际问题中的应用，提高学生的实际问题分析能力。
同时，要注重课堂互动，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。
热量衡算电子教案
——冷流体的进出、进口沮度，K。
注意比热容 的求取：一般由冷、热流体进出换热器的平均温度
或 查得。
2）潜热法若流体在换热过程中仅仅发生恒温相变，其传热量可按下式
(1-4a)
(1-4b)
式中
一——热、冷流体的汽化潜热，kJ／kg。
3）焓差法由于工业换热器中流体的进、出口压力差不大，故可近似为恒压过程．根据热力学定律，恒压过程热等于物系的焓差，则有
归档是否完整？
专业能力、社会能力和方法能力是否提高？
工作态度、工作质量情况
安全、环保及6S情况
填写任务工单的评价表格
项目2传热及设备操作
学习任务2
换热过程工艺参数的确定
计划学时
4
职业能力目标
专业能力
社会能力
方法能力
换热剂品种选择
换热剂用量确定
换热设备工艺参数的确定
团队工作能力
沟通能力
小组成员的协作能力
扩展相应的信息收集能力
制定工作计划
能独立使用各种媒介完成学习任务
工作结果的评价与反思
学习情境描述
接到车间主任指令：根据给定的换热场合和换热任务，确定换热剂品种、用量及换热设备的各种工艺参数。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。
教学环境分析
石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等
教学方法
采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每组6人
①接受任务
②完成基础知识学习
第二节 热量平衡计算
3．热损失 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为 前二次耗热量的15%，即： Q Q Q 2 =15%（ 2 + 2 ） 4．由上述结果得： Q2=1.15( Q 2 +Q 2) =2088898(kJ)
（三）第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗 热量Q3 按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪 与糖化锅中的麦醪混合后温度应为 63℃， 故混合前米醪先从100℃冷却到中间温度t。
=3.63„kJ/(kg· K)‟
混合醪比热容：
c混合 G 麦醪 c麦醪 G 米醪 c米醪 G 混合
=3.67„kJ/(kg· K)‟
（4）故Q4=26.7%G混合C混合（100-70） =559860（kJ）
2．二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4 煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分 量为： V2=26.7%G混合5%1060 =42.4(kg) 故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ) 式中，I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（kJ/kg）。
（ 5）设备向环境散热Q8为了简化计算，假定设备壁 面的温度是相同的，则： Q8=FT（tw-ta） 式中 F——设备总表面积（m2） T——壁面对空气的联合给热系数„W/(m2· ℃)‟ tw——壁面温度（℃） ta——环境空气温度（℃） ——操作过程时间（s） T的计算： ① 空气作自然对流，T=8+0.05tw ② 强制对流时，T=5.3+3.6W（空气流速W=5m/s） 或T=6.7W0.78（W>5m/s）
二、计算实例 （3000t/a啤酒厂糖化车间热量衡算）
二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖 化工艺，下面就以此工艺为基准进行糖 化车间的热量衡算。工艺流程示意图如 图5-6所示，其中的投料量为糖化一次的 用量（计算参考本章第一节表5-7）。
热量的计算教案设计
热量的计算精品教案设计第一章：热量计算的基本概念1.1 热量的定义解释热量的概念，让学生理解热量是物体内能的一种表现形式。
通过实例说明热量在日常生活中的应用。
1.2 热量的单位介绍国际单位制中热量的单位——焦耳（J）。
讲解其他常用的热量单位，如卡路里（cal）和千卡（kcal）。
1.3 热量计算公式介绍热量计算的基本公式：Q = mcΔT，其中Q表示热量，m表示物体质量，c 表示比热容，ΔT表示温度变化。
第二章：比热容的概念及其计算2.1 比热容的定义解释比热容的概念，让学生理解比热容是物质的一种特性，表示单位质量物质温度变化1℃所需要的热量。
通过实例说明比热容在日常生活中的应用。
2.2 比热容的单位介绍比热容的单位——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）。
2.3 比热容的计算讲解如何通过实验测定物质的比热容。
给出测定比热容的实验步骤和注意事项。
第三章：热量的传递方式3.1 热传导解释热传导的概念，让学生理解热传导是热量在物体内部由高温区向低温区传递的过程。
通过实例说明热传导在日常生活中的应用。
3.2 对流解释对流的概念，让学生理解对流是流体中热量通过流体的流动而传递的过程。
通过实例说明对流在日常生活中的应用。
3.3 辐射解释辐射的概念，让学生理解辐射是热量以电磁波的形式传递的过程。
通过实例说明辐射在日常生活中的应用。
第四章：热量计算的应用4.1 热量的吸收与放出讲解物体吸收热量和放出热量的计算方法。
通过实例说明热量吸收与放出在日常生活中的应用。
4.2 热效率的计算讲解热效率的概念，表示为热量输出与热量输入的比值。
给出热效率的计算公式和提高热效率的方法。
4.3 热量的转换讲解热量在不同形式之间的转换，如热能与机械能、电能的转换。
通过实例说明热量转换在日常生活中的应用。
第五章：热量计算的综合应用5.1 食物的热量计算讲解如何计算食物的热量值。
给出食物热量计算的实例。
5.2 环境热量计算讲解如何计算环境中的热量，如室内温度、太阳辐射强度等。
第二节热量平衡计算.
Q6=15%(Q6+Q6) 4．把上述结果代码（5-17）式可得出麦汁煮沸
总耗热
Q6=115%(Q6+Q6) =12537830(kJ)
（七）糖化一次6 总耗热量Q总
Q总 Qi 21043661 (kJ) i1
=3.67〔kJ/(kg·K)〕
（4）故Q4=26.7%G混合C混合（100-70） =559860（kJ）
2．二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4 煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分 量为：
V2=26.7%G混合5%1060 =42.4(kg)
故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ)
4．确定合适的计算基准
在热量衡算中，取不同的基准温度，算出的 （5-8）式中各项数据就不同。所以必须选准 一个设计温度，且每一物料的进出口基准态必 须一致。通常，取0℃为基准温度可简化计算。
此外，为使计算方便、准确，可灵活选取 适当的基准，如按100kg原料或成品、每小时 或每批次处理量等作基准进行计算。
5．进行具体的热量计算 （1）物量带入的热量Q1和带出热量Q4可按下式
计算，即： Q=ΣGct
式中 G——物料质量（kg） c——物料比热容〔kJ/(kg·K)〕 t——物料进入或离开设备的温度（℃）
（2）过程热效应Q3 过程的热效应主要有生物合 成热QB、搅拌热QS和状态热（例如汽化热、溶 解热、结晶热等）：
=4680041(kJ)
（六）麦汁煮沸过程耗热量Q6 Q6=Q6+Q6+Q3
1．麦汁升温至沸点耗热量Q6 2．煮沸过程蒸发耗热量Q6 3．热损失 Q3
热量平衡计算
热量平衡计算一、承台热水热量计算本承台平面尺寸为16×32米，拟在其表面覆盖5厘米厚，水温在20~40度之间的热水对其进行保温。
1、热水热量Q 1=W ×C ×T式中Q 1—热量 W —热水重量 W=16×32×0.05=25600KgC —比热 本计算中取4.2KJ/Kg.K T —温度 本计算中取40度 Q 1=25600×4.2×40=4300800 (KJ)2、承台水化热对热水热量的补充本计算假设承台水化热导至承台表面热水上升20度Q 2=25600×4.2×20=2150400 (KJ)总热量Q= Q 1+ Q 2=4300800+2150400=6451200 (KJ)二、承台热水热量损失计算Q s =)()(22/t st s t t T R F R T F ∆≈∆ 式中△T （T ）——砼表面温升值，即散热温差，近似取为平均温升值 本式中计算中假设最低气温为2度，热水温度为40度。
平均温度（40-2）/2=19度 F t ——块体基础外表面积总和 m 2R s ——散热总热阻m 2.h.K/KJ 无风取0.05，1~2级风取0.03，3~4级风取0.015~6级风取0.005 Qs==⨯⨯⨯19005.023********* (KJ)三、计算散热时间H=Q/ Qs=6451200/972800=6.6(小时)经过计算采取加热水的办法对承台进行保温，经过计算热水在6~7个小时内热量散失完成。
即要求在6~7小时加热25.6吨热水。
本次计算属简单估算。
计算：谭涛2003.12.11。
3.7 热量衡算
3.7 热量衡算
空气物料为计算基准。 解：以1kg空气物料为计算基准。 空气物料为计算基准 当热交换器水平安放时： 当热交换器水平安放时：Z1＝Z2，g△Z＝0， △ ＝ ， 对于热交换器，无轴功交换， 对于热交换器，无轴功交换，Ws＝0， ＝ ， 因此，此时稳流体系的总能量平衡式可简化为： 因此，此时稳流体系的总能量平衡式可简化为：
∆H = Q
应用：确定化工生产过程的工艺条件、设备尺寸、 应用：确定化工生产过程的工艺条件、设备尺寸、 热载体用量、热损失以及热量分布等。 热载体用量、热损失以及热量分布等。 实质：就是按能量守恒定律把各股物流所发生的各 实质：就是按能量守恒定律把各股物流所发生的各 按能量守恒定律 种热效应关联起来。对化工生产过程各种热效应进 热效应关联起来。 起来 行分析时，经常遇到的不外乎是几种基本热效应的 行分析时，经常遇到的不外乎是几种基本热效应的 几种基本热效应 迭加或综合。 迭加或综合。
g∆z = 9.81 × 6 = 58.86 J ⋅ kg = 0.05886 kJ ⋅ kg
−1
−1
3.7 热量衡算
则吸收热量
Q = 100.5 + 0.05886 = Байду номын сангаас00.55886 kJ / kg
则空气每小时吸收热量为
80 × Q = 80 × 100.55886 = 8.0447 × 10 3 kJ ⋅ h −1
由结果可知， 由结果可知，因势能增加而需要增加的吸热量也 完全可以忽略不计。 完全可以忽略不计。
3.8 气体压缩过程
3.8.1. 压缩过程热力学分析 3.8.2. 单级压缩机可逆轴功的计算
3.8 气体压缩过程
空气进口
排入空气瓶中
热力学中的热平衡计算
热力学中的热平衡计算一、课程目标知识目标：1. 理解热平衡的概念，掌握热力学第一定律的基本原理。
2. 学会运用热平衡方程进行热力学计算，并能解释实际热现象。
3. 掌握热容、比热容、热效率等基本热力学参数的计算方法。
技能目标：1. 能够运用热平衡方程解决实际问题，设计简单的热平衡实验。
2. 培养学生运用数学知识解决热力学问题的能力，提高数据分析与推理能力。
3. 提高学生的实验操作技能和观察能力，培养良好的实验习惯。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对热力学学习的兴趣，激发探索科学奥秘的欲望。
2. 培养学生团队合作精神，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生的环保意识，认识到热能利用与节能减排的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为物理学科的热力学章节，旨在让学生掌握热平衡计算的基本方法。
针对八年级学生的认知特点，课程设计应注重理论与实践相结合，充分激发学生的好奇心和探索欲。
教学要求注重培养学生的动手操作能力、逻辑思维能力和实际问题解决能力。
将目标分解为具体的学习成果：1. 学生能够准确描述热平衡的概念，并运用热力学第一定律进行简单计算。
2. 学生能够设计并实施热平衡实验，分析实验数据，得出合理结论。
3. 学生能够运用所学知识解释生活中的热现象，提高对热能利用的认识。
二、教学内容1. 热平衡概念与热力学第一定律- 热平衡定义及条件- 热力学第一定律表述与理解2. 热平衡方程及其应用- 热平衡方程推导- 实际问题中的应用案例分析3. 热力学参数计算- 热容、比热容的定义与计算- 热效率的计算与应用4. 热平衡实验设计与实施- 实验原理与步骤- 实验数据收集与分析5. 热能利用与节能减排- 热能在生活中的应用- 节能减排的意义与措施教学大纲安排：第一课时：热平衡概念与热力学第一定律第二课时：热平衡方程及其应用第三课时：热力学参数计算第四课时：热平衡实验设计与实施第五课时：热能利用与节能减排教学内容关联教材章节：第一章 热力学基本概念第二章 热力学第一定律第三章 热力学参数计算第四章 实验设计与数据分析第五章 能源利用与环境保护三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，旨在激发学生学习兴趣，提高主动参与度，培养实际操作与问题解决能力。
热量的计算教案设计
热量的计算教案设计
热量的计算-教案设计
教学目标
a. 会利用吸热公式和放热公式进行有关吸、放热计算
b. 在条件足够情况下会计算物质的比热
教学建议
教材分析
分析一：教材首先通过例题，运用所学比热概念，归纳总结出物体吸热公式，然后再通过例题写出放热公式，加深学生对物质比热的理解.
分析二：本节内容突出体现对学生计算能力、理解能力的要求.
教法建议
建议一：我们可以先复习比热的概念，然后提出若物体升高的温度不止1℃怎么计算吸热?若物质的质量不止1千克又怎么计算吸热?若升高的温度不止1℃，同时物质的质量也不止1千克又怎么计算吸热?由此引出课题，并运用例题1进行验证.最后由吸热引申到放热情况的计算，引出例题2. 建议二：在讲完方法后，可以引导学生逆向思维：如何计算物体的比热.并给出例题.
教学设计示例课题
教学重点
会利用吸热公式和放热公式进行有关吸、放热计算
解：已知m =2kg , t=5℃,
Q =4.2104J
所以
五、作业
课本 P27第7、8题
提出问题：若物体升高的温度不止1℃怎么计算吸热?若物质的质量不止1千克又怎么计算吸热?若升高的温度不止1℃，同时物质的质量也不止1千克又怎么计算吸热?
引导学生解题
指导学生
引导学生
学生回忆
思考计算吸热、放方法
学生自己解题
总结比热的计算方法
学生板书
探究活动
调查北方冬天有关取暖的问题，用所学知识提出一些合理化建议.。
糖化热量衡算课程设计
糖化热量衡算课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握糖化热量衡算的基本概念、方法和应用,培养学生的计算能力和实际应用能力。
通过本课程的学习,学生应达到以下目标:1.知识目标(1)掌握糖化热量衡算的基本概念和原理。
(2)了解糖化热量衡算的方法和步骤。
(3)熟悉糖化热量衡算在食品加工中的应用。
2.技能目标(1)能够运用糖化热量衡算方法计算食品中的热量。
(2)能够分析食品加工过程中糖化热量的变化和影响因素。
(3)能够运用糖化热量衡算结果指导食品加工和生产。
3.情感态度价值观目标(1)培养学生对食品安全的重视和责任感。
(2)培养学生对科学探究的兴趣和好奇心。
(3)培养学生团队协作和沟通交流的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括糖化热量衡算的基本概念、方法和应用。
具体安排如下:1.糖化热量衡算的基本概念介绍糖化热量的定义、计算公式和单位。
2.糖化热量衡算的方法讲解糖化热量衡算的原理和步骤,包括样品处理、糖化反应、热量测定等。
3.糖化热量衡算的应用介绍糖化热量衡算在食品加工中的应用,如糖果、饮料、糕点等。
4.案例分析通过具体案例分析,让学生了解糖化热量衡算在实际生产中的应用和意义。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、案例分析法、实验法等。
通过教师的讲解,让学生掌握糖化热量衡算的基本概念、方法和应用。
2.案例分析法通过具体案例的分析,让学生了解糖化热量衡算在实际生产中的应用和意义。
通过实验操作,让学生亲身参与糖化热量衡算的测定和分析,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备以下教学资源:选用合适的教材,为学生提供全面、系统的学习资料。
提供相关的参考书籍,为学生提供更多的学习资源和思路。
3.多媒体资料制作多媒体课件、视频等教学资源,丰富学生的学习体验。
4.实验设备准备实验所需的仪器和设备,为学生提供实践操作的机会。
课程设计硫酸物料及热量衡算
本设计生产能力10万吨／年，按年开车7200h计算，可知硫酸车间每小时硫酸的生产量为：=本次设计采用以每小时的生产产量为基准进行计算。
物料衡算以每小时硫酸的生产量为基准。
热量衡算以0℃作为计算的温度基准。
炉气成分SO2：10.40% ； O2：7.30%； N2：82.30%。
炉气水分含量0.183mol干炉气进酸浓度干燥塔进酸浓度93%；出酸浓度≥92.5%。
吸收塔进酸浓度98%；出酸浓度98.3%。
转化率及吸收率一次转化率92%；二次转化率99%；吸收率99%。
干燥塔及循环槽的物料衡算(1)进干燥塔气体成分SO2:O2:N2:H2O:进干燥塔气体成分如表3.1所示。
表3.1 进干燥塔炉气成分项目kmol/h kg/h m3/h %SO2 144.40 9241.66 3242.67 10.40O2 101.36 3243.522268.207.30N2 1142.70 31995.60 25596.48 82.30 ∑1388.46 44480.72 31107.34 100.00H 2O 254.09 4573.62 6212.35(2)干燥塔出口气体含水量设出干燥塔气体中含水量为0.1g/cm 3，则干燥塔出口气体含水量为：(3)吸收塔循环酸与干燥塔循环酸对串酸量设：93%硫酸—98%硫酸串酸量x(kg/h)；98%硫酸—93%硫酸串酸量为y(kg/h)。
由O H 2平衡得：4573.62+20% =24.08% (3-1) 由3SO 平衡得：80%y=75.92% (3-2) x(3-3) 将式(3-3)代入式(3-1)：4573.62+20%y=24.08% y=85006.47kg/h x=89596.81kg/h(4)循环酸量由于塔直径未确定，故而按酸浓度差计算循环酸量。
入塔酸浓度：93% H 2SO 4，比重：1.7974g/cm 3，温度：50C ，酸量：X m 3/h ，出塔酸浓度：92.5%干燥塔吸水量=4573.62-3.11= 4570.51 kg/h 由物料平衡得X 解得X=470.21m 3/h 采用481m 3/h 的酸泵，分两个240.5的泵并联使用。
毕业设计能量衡算
毕业设计能量衡算
毕业设计能量衡算是工程设计和科学研究中的一项重要任务，它涉及到对一个系统或过程的能量输入、输出和储存进行详细的计算和评估。
以下是一个简单的毕业设计能量衡算步骤：
1. 确定系统边界：确定需要计算能量的系统或过程的范围，包括哪些部分属于系统，哪些部分不属于系统。
2. 列出能量输入和输出：列出系统中的所有能量输入和输出，包括燃料、电力、热能、动能等。
确保列出所有可能的能量源和用途。
3. 单位统一：确保所有的能量值都在统一的单位下，如焦耳、千瓦时等。
4. 建立能量平衡方程：根据输入和输出能量的种类和数量，建立能量平衡方程。
能量平衡方程可以帮助我们理解系统中能量的转换和利用效率。
5. 计算能量储存和损失：计算系统中能量的储存和损失，包括由于热传导、热辐射、摩擦等造成的能量损失。
6. 结果分析和优化建议：对衡算结果进行分析，找出系统中能量利用的瓶颈和浪费。
提出优化建议，提高系统的能效。
7. 撰写报告：整理所有的数据、图表和计算结果，撰写一份完整的毕业设计报告。
报告应该清晰地阐述研究的问题、方法、结果和结论，以及优化建议。
请注意，这只是一个通用的步骤概述，实际的毕业设计可能需要根据具体的项目需求和目标进行调整。
在进行能量衡算时，还需要考虑到系统的具体环境、操作条件、设备参数等因素，以确保结果的准确性和实用性。
高中物理热学平衡教案
高中物理热学平衡教案
课时：2课时
一、教学目标：
1. 了解热平衡的概念及特点；
2. 理解热平衡的达到条件和方式；
3. 掌握热平衡的计算方法；
4. 能够应用热平衡理论解决实际问题。
二、教学内容：
1. 热平衡的概念及特点；
2. 热平衡的达到条件和方式；
3. 热平衡的计算方法；
4. 热平衡的应用实例。
三、教学步骤：
第一步：导入（5分钟）
教师通过实验现象或生活案例引入热平衡的概念，激发学生学习兴趣，引导学生思考。
第二步：学习理论（15分钟）
学生学习热平衡的定义、特点，达到条件和方式等理论知识，掌握相关概念和原理。
第三步：例题讲解（20分钟）
教师通过例题讲解热平衡的计算方法，让学生了解如何应用理论知识解决问题。
第四步：练习演练（15分钟）
学生进行练习演练，巩固所学知识，培养解决问题的能力。
第五步：小结（5分钟）
教师对本节课所学内容进行小结，指出重点，引导学生思考。
四、教学手段：
1. 课堂讲解；
2. 实验演示；
3. 习题练习。
五、教学评价：
1. 学生通过课堂练习和作业检查，检验学生学习效果；
2. 学生通过口头答问和互动讨论，检验学生理解能力。
六、教学反思：
教师根据学生反馈和课堂表现，及时调整教学内容和方法，不断提升教学水平，促进学生学习效果的提高。
热量平衡计算课程设计成品
热量平衡计算一、综述热量衡算（heat balance）当物料经物理或化学变化时，如果其动能、位能或对外界所作之功，对于总能量的变化影响甚小可以忽略时，能量守恒定律可以简化为热量衡算。
它是建立过程数学模型的一个重要手段，是化工计算的重要组成部分。
进行热量衡算，可以确定为达到一定的物理或化学变化须向设备传入或从设备传出的热量；根据热量衡算可确定加热剂或冷却剂的用量以及设备的换热面积，或可建立起进入和离开设备的物料的热状态（包括温度、压力、组成和相态）之间的关系，对于复杂过程，热量衡算往往须与物料衡算联立求解。
物质具有的热能,是对照某一基准状态来计量的,相当于物质从基准状态加热到所处状态需要的热量。
当物质发生相态变化时,须计入相变时的潜热,如汽化热（或冷凝热）、熔融热(或凝固热)等。
不同液体混合时，须计入由于浓度变化而产生的混合热(或溶解热)。
工程上常用热力学参数焓表示单位质量物质所具有的热量。
单位质量物料状态变化所需的热量，等于两种状态下焓值的差。
热量衡算的步骤，与物料衡算大致相同。
一、热量衡算的意义（1 ）、通过热量衡算，计算生产过程能耗定额指标。
应用蒸汽的热量消耗指标，可以对工艺设计的多种方式进行比较，以选定先进的生产工艺，或对已投产的生产系统提出改造或革新，分析生产过程的经济合理性、过程的先进性，并找出生产上存在的问题。
（2 ）、热量衡算的数据是设备类型的选择及确定其尺寸、台数的依据。
（3 ）、热量衡算是组织和管理、生产、经济核算和最优化的基础。
热量衡算的结果有助于工艺流程和设备的改进，达到节约能降低生产成本的目的。
二、热量衡算的方法和步骤热量衡算可以作全过程的或单元设备的热量衡算。
现以单元设备的热量衡算为例加以说明，具体的方法和步骤如下：1.画出单元设备的物理衡算流向及变化的示意图2.分析物料流向及变化，写出热量衡算式：∑Q入=∑Q出+∑Q损（1--1）式中∑Q入————输入的热量总和（KJ)∑Q出————输出的热量总和（KJ)∑Q损————损失的热量总和（KJ)通常，∑Q入=Q1+Q2+Q3 （1--2）∑Q出=Q4+Q5+Q6+Q7 （1--3）∑Q损=Q8 （1--4）Q1————物料带入的热量,kJ；Q2————由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量，kJ；Q3————括生物反应热、搅拌热等，kJ；Q4————物料离开设备带出的热量，kJ；Q5————消耗在加热设备各个部件上的热量，kJ；Q6————加热物料需要的热量，kJ。
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热量平衡计算一、综述热量衡算（heat balance）当物料经物理或化学变化时，如果其动能、位能或对外界所作之功，对于总能量的变化影响甚小可以忽略时，能量守恒定律可以简化为热量衡算。
它是建立过程数学模型的一个重要手段，是化工计算的重要组成部分。
进行热量衡算，可以确定为达到一定的物理或化学变化须向设备传入或从设备传出的热量；根据热量衡算可确定加热剂或冷却剂的用量以及设备的换热面积，或可建立起进入和离开设备的物料的热状态（包括温度、压力、组成和相态）之间的关系，对于复杂过程，热量衡算往往须与物料衡算联立求解。
物质具有的热能,是对照某一基准状态来计量的,相当于物质从基准状态加热到所处状态需要的热量。
当物质发生相态变化时,须计入相变时的潜热,如汽化热（或冷凝热）、熔融热(或凝固热)等。
不同液体混合时，须计入由于浓度变化而产生的混合热(或溶解热)。
工程上常用热力学参数焓表示单位质量物质所具有的热量。
单位质量物料状态变化所需的热量，等于两种状态下焓值的差。
热量衡算的步骤，与物料衡算大致相同。
一、热量衡算的意义（1 ）、通过热量衡算，计算生产过程能耗定额指标。
应用蒸汽的热量消耗指标，可以对工艺设计的多种方式进行比较，以选定先进的生产工艺，或对已投产的生产系统提出改造或革新，分析生产过程的经济合理性、过程的先进性，并找出生产上存在的问题。
（2 ）、热量衡算的数据是设备类型的选择及确定其尺寸、台数的依据。
（3 ）、热量衡算是组织和管理、生产、经济核算和最优化的基础。
热量衡算的结果有助于工艺流程和设备的改进，达到节约能降低生产成本的目的。
二、热量衡算的方法和步骤热量衡算可以作全过程的或单元设备的热量衡算。
现以单元设备的热量衡算为例加以说明，具体的方法和步骤如下：1.画出单元设备的物理衡算流向及变化的示意图2.分析物料流向及变化，写出热量衡算式：∑Q入=∑Q出+∑Q损（1--1）式中∑Q入————输入的热量总和（KJ)∑Q出————输出的热量总和（KJ)∑Q损————损失的热量总和（KJ)通常，∑Q入=Q1+Q2+Q3 （1--2）∑Q出=Q4+Q5+Q6+Q7 （1--3）∑Q损=Q8 （1--4）Q1————物料带入的热量,kJ；Q2————由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量，kJ；Q3————括生物反应热、搅拌热等，kJ；Q4————物料离开设备带出的热量，kJ；Q5————消耗在加热设备各个部件上的热量，kJ；Q6————加热物料需要的热量，kJ。
Q7————气体或蒸汽带出的热量，kJ由上些式子可以得到：Q1+Q2+Q3 =Q4+Q5+Q6+Q7+Q8 （1--5)注意的是，对具体的单元设备，上面的Q1~Q8各项热量不一定都存在，故进行衡算的时候，必须具体情况具体分析。
3.收集数据为了使热量衡算顺利进行，计算结果要正确无误和节约时间，首先要收集有关的数据，如物料量、工艺条件以及必需的物性数据等。
这些有用的数据可以从专门手册查阅，或取自工厂实际生产数据，或根据试验研究结果选定。
4.确定合适的计算基准在热量衡算过程中，取不同的基准温度，算出（1--5）式中各项数据不同。
所以必须选准一个设计温度，且每一物料的进出口基准态必须一致。
通常，取273K为基准温度可以简化计算。
5.热量衡算的方法热量衡算时一般建议以273K为基准温度，以液态为基准物态。
（1）物料进入设备带人热量Q1(或物料由设备带出的热量Q4)的计算Q l(Q4)=∑GctG—--物料质量，kg；C——物料平均等压比热容，kJ／(kg•℃)；t ——物料温度，℃；生产过程中有相变化时还要加上相变热。
（2）过程热效应(Q3)过程热效应包括化学过程热效应(Qr)和物理过程热效应(Qp)。
即：Q3=Qr+QpQr=1000×qr?×GA／MAG A——参与反应的A物质量，kg；qr?——标准化学反应热，kJ／mol；MA——A物质的分子量。
Qp可通过盖斯定律来计算。
消耗在加热设备各个部件上的热量(Qs)的计算(3）加热设备耗热量Q5Q 5=∑Gc（T2—T1)G——设备总质量，kg；c——设备材料热容，kJ／(kg•℃)T1——设备各部件初温，℃；T2——设备各部件终温，℃。
(4)Q6加热物料需要的热量，kJ。
Q 6=∑Gc（T2—T1)G——物料质量，kg；c——物料比热容，kJ／(kg•℃)T1——物料前温度，℃；T2——物料后温度，℃。
（5）Q7气体或蒸汽带出的热量，kJQ7=∑G(ct+r）G——离开设备的气态物料量，kg；c——液态物料由0℃升温至蒸发温度的平均比热容，kJ／(kg•℃) t——气态物料温度，℃r——蒸发潜热，kJ／kg(6)设备向四周散失的热量(Q8)的计算Q8=∑Aαt(T W2一T0)tA——设备散热表面积，m2；αt——散热表面向四周介质的联合给热系数，W／(m2•℃)；T w2——四壁向四周散热时的表面温度，℃；T o——周围介质温度，℃；t ——过程持续时间，s。
由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量的计算Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3选定加热剂(或冷却剂)，即可从有关手册查出该物质cp，再确定其进出口温差ΔT，则加热剂(或冷却剂)的用量为：w=Q2／cp•ΔTQ2=κA1•ΔT mκ——传热系数，kJ／(m2•h．℃)；Al——传热面积，m2；ΔT m ——对数平均温差，℃。
ΔT m=(ΔT1—ΔT2)/ln(ΔTl／ΔT2)从上式即可计算所需的传热面积。
对不需加热或冷却的设备可不必进行热量计算，此时水、汽等消耗量的确定可从同类型的生产车间取得。
热量衡算结束应列成动力消耗定额及消耗量表。
下面是150t/a红霉素生产中热量衡算150t/a红霉素厂糖化车间热量衡算1.木薯用a-淀粉酶水解成糊精用水热量Q1根据工艺，糖化锅加水量为：G1=456.43×3=1369.29 ㎏自来水平均温度取t1=20℃糖化配料用水t2=50℃所以Q1= G1C W(t2-t1)=1369.29×4.18×(50－20)=1.717×1052.木薯用a-淀粉酶水解成糊精煮沸耗热量Q22.1糖化锅内由木薯t3=60℃加热到t4=85℃耗热Q木Q木=G木C木(t4－t3)=456.43×2.17×（85－60）=2.476×104 kjC木——木薯的比热容因为所有分子量用葡萄糖的算利用公式C D=∑nici/M得出C葡=2.17kj/㎏·℃糖化锅内由水t3=60℃加热到t4=85℃耗热Q木Q水=G水C水（t4－t3）=1369.29×4.18×（85－60）=1.43×105 kj2.2.煮过程中蒸汽带出的热量Q汽设煮的过程一次为60℃30min一次为85℃100min 蒸发热量为每小时3%，则蒸发水分为：V1=（G木+G水）×3%×t=（456.43+1369.29）×3%×（30+100）÷60=118.67 ㎏Q汽=V1×I=118.67×2257.2=2.68×105 kj3.热损失Q损设煮沸过程热量损失Q损为前两次的好热量的15%Q损=15%（Q水+Q木+Q汽）=15%（1.43×105+2.476×104+2.68×105）=6.54×104kjQ2=Q水＋Q木＋Q汽＋Q损=1.43×105 ＋2.476×104＋2.68×105＋6.54×104=5.0×105kj4.用糖化酶糖化过程中60℃30min带出的蒸汽Q3V1=（G木+G水）×3%×t=（456.43+1369.29）×3%×30÷60=27.39㎏Q3=V1×I=27.39×2257.2=6.18×104kj洗槽水耗热量Q4设洗槽水温度80℃，每100千克原料用水450㎏则用水量：G4=456.43×450÷100=2053.9㎏Q4=G4×C W×(80-20)=5.15×105kj糖化一次总耗热量Q总Q总=∑Qi=Q1＋Q2＋Q3＋Q4=1.717×105＋5.0×105＋6.18×104＋5.15×105=1.25×106kj表1为150t/a红霉素厂糖化车间热量衡算表150t/a红霉素厂糖化车间热量衡算表（表1）每小时平均用量每天消耗量年消耗量名称每吨产品消耗定额木薯7302.8㎏/次152㎏/h 3651.44㎏/d 1.10×106㎏/a 蒸汽MPa 2×107MPa 4.167×1051×107 3.0×109150t/a红霉素厂生产车间发酵罐热量衡算一、生产1000㎏红霉素发酵罐耗热量计算表2生产车间生产1000㎏红霉素发酵罐耗热量的物料参数表2投入前温度℃进入后温度℃名称投入量㎏比热容kj/㎏·℃豆饼粉5443.2 2.17 18 35葡萄糖6804淀粉5670 35硫酸铵226.8 18玉米浆680.4Caco31360.8发酵豆油340.2发酵丙酸1360.8总和21886.2 2.17 35C—各物料的比热容因为所有分子量有些不知道为简化用葡萄糖的算。
利用公式C D=∑nici/M得出C葡=2.17kj/㎏·℃1.发酵1000㎏红霉素过程中总物料消耗热量Q物1000㎏红霉素需物料21886.2㎏，1000㎏红霉素需淀粉5670㎏淀粉有糖化锅经糖化后温度为35℃温差不变，Q淀=0所以总物料为16216.2㎏设进罐前温度为常温t1=18℃开始发酵为t2=35℃Q物=G物C物(t2－t1)=16216.2×2.17×（35－18）=6.0×105 kj2.发酵1000㎏红霉素过程中蒸汽带出的热量Q汽Q汽发酵过程前60小时35℃，60小时后31℃设蒸发热量为每周期1‰则蒸发水分为：V1=G总×1‰=21886.2×1‰=21.886㎏Q汽=V1×I=21.886×2257.2=4.9×104kj3.Q热发酵过程的热效应Q热=Q b+Q sQ b=aQ a+ßQ$Q a=15651kj/㎏Q$=4953kj/㎏a和ß分别为细胞呼吸和发酵的耗糖量aQ a=27052kj/㎏ß=141.75㎏/hQ s=3600ŊPŊ-----搅拌功率转换系数0.92P-----搅拌轴功率kw设P=2.8kw/m3Q热=Q s+aQ a+ßQ$3600×0.92×2.8+27052+141.75×6804=1.0×106 kj4.每天设备向四周散失的热量(Q损)的计算Q损=∑Aαt(T W2一T0)tA——设备散热表面积，m2；αt——散热表面向四周介质的联合给热系数，W／(m2•℃)；T w2——四壁向四周散热时的表面温度，℃；T o——周围介质温度，℃；t ——过程持续时间，s。