Уравнение теплового баланса на законе сохранения энергии. Пример расчета материального баланса металлургического процесса. Химический состав исходных материалов. Состав входных потоков, поступающих в агрегат. Результаты расчетов энтальпии чугуна.
Аннотация к работе
Расчет материального и теплового баланса металлургического процесса
1.Металлургический агрегат представляет собой реактор, в который поступают конденсированные и газообразные входные потоки и отводятся металл, шлак и газ. Масса веществ выходных потоков определяется массой веществ в металлической, шлаковой и газовой фазах: , (1.4) где Nm, Nшл, Nг - количество веществ в металле, шлаке и газе; [Rn], (Rn), {Rn} - содержание n-го вещества в металле, шлаке и газе, %. Для того, чтобы определить состав фаз выходных потоков, составляются уравнения баланса по каждому элементу Еі, который может присутствовать в разных фазах в виде различных соединений: (1.6) где , - концентрация m-го вещества, содержащего элемент Еі в k-ом конденсированном либо газообразном входном потоке соответственно, %, [Ei] - концентрация вещества, состоящего из элемента Еі, в металле, %; , - концентрация n-го вещества, содержащего элемент Еі в шлаковой и газовой фазах выходного потока соответственно, %; , , , - количество веществ, содержащих элемент Еі, в k-ом входном потоке, шлаке и газе, хм, ym - стехиометрические коэффициенты m-го соединения элемента Еі; МЕІ, - молярные массы Еі элемента и его соединений, кг/моль. С учетом теплосодержания входных - выходных потоков, общего тепла химических реакций, протекающих в системе, тепла от внешних источников, а также потерь в окружающую среду уравнение теплового баланса имеет вид: (2.1) где-энтальпия единицы массы k-го входного и l-го выходного потоков относительно температуры 298К, КДЖ/кг; К, L - общее количество входных и выходных потоков; Gk, Gl - массы входных и выходных потоков соответственно, кг; Qист, - приход тепла в систему от внешних источников, КДЖ; Qпот - тепловые потери в окружающую среду, КДЖ; , - тепловой эффект экзотермических и эндотермических химических реакций, КДЖ. Энтальпия единицы массы жидкого чугуна относительно T= 298 K определяется следующим образом: , (2.2) где - изменение энтальпии 1 моля m-го вещества жидкого чугуна при нагреве от 298 К до Tk, КДЖ/моль; Rmчуг - концентрация вещества Rm в чугуне, %; MRM - молярная масса вещества Rm, кг/моль; Nчуг - количество веществ в чугуне.