作者thermalBolo (热亭照面包)
看板ChemEng
标题[问题] 问一题热力学的问题..（摘自化工程序考题）
时间Fri Feb 17 10:56:26 2012
这题目也有点像单操，但似乎不能用单操的MEB eqn求得其解，
所以我思考是不是该用化工热力学的方式去求解？
想请各位前辈不吝指正。
题目如下：（摘自97年国考 化工程序考题）
五、将离地面15 公尺深的井水以3 hp（1 hp = 745.7 瓦特（W））的马达（效率为65%）
以每小时2000 公斤之速率打至离地面185 公尺高的储水槽（液面保持一定）；为
防止冬天结冰，以一加热器以每小时30,000 仟焦耳（KJ）热量注入系统中，而整个
系统热损失为每小时25,000 仟焦耳，假设井水温度为35℉，求储水槽中之水温度
为多少？（水之比热为4.187KJ/（kg．K））。（20 分）
我的解法：
由pump的 Ws ＝ － η*Pp/质量流率 ，求得 Ws
再代入 1st Law for a steady-state opened system：
ΔH ＋Δ动能差/质量 ＋Δ位能差/质量 ＝ Q －Ws
然後 以［pump＆加热器］内部流体 为系统，将单位质量动能差、位能差 忽略不计，
得：ΔH ＝ Q －Ws
最後，由
质量流率 *ΔH ＝ 质量流率 * Cp * (T2－T1) ＝ Q゛－Ws゛ ----(1)
将Q゛＝(30,000－25,000)*1000 ＝ 5*10^6 J/hr
Ws゛＝ 质量流率 * Ws ＝ －η*Pp ＝－0.65*3*745.7 J/s
＝-0.65*3*745.7*3600 J/hr
T1＝(35-32)*5/9＝1.67 ℃ or K
Cp＝4187 J/kg*K
m゛＝质量流率＝ 2000 kg/hr
代入(1)式中，
得
T2－T1＝T2－1.67＝1.22， 而求得 T2＝2.89℃
→储水槽内水温为 2.89 ℃
请问各位前辈们，我这样的解法对吗？ 有没有什麽问题呢？
谢谢您～ ^^
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◆ From: 111.248.4.88
※ 编辑: thermalBolo 来自: 111.248.4.88 (02/17 10:56)
1F：→ badiverson:我有用MEB算耶~算出来跟你差0.5度-,- 218.35.253.205 02/17 23:02
2F：→ badiverson:但是用MEB还是要回归到热力学定律 218.35.253.205 02/17 23:05
3F：→ badiverson:因为MEB就是从热力学第一定律导出来的 218.35.253.205 02/17 23:06
4F：推 badiverson:对了,你少考虑到位能差了 218.35.253.205 02/18 15:12
5F：→ thermalBolo:恩.因我将流经pump＆heater的流体 114.45.161.180 02/19 00:04
6F：→ thermalBolo:视为一系统，只考虑通过pump和heater 114.45.161.180 02/19 00:05
7F：→ thermalBolo:的焓变化量，所直接造成的温度改变 114.45.161.180 02/19 00:06
8F：→ thermalBolo:所以就得到了这个答案.... 114.45.161.180 02/19 00:07
9F：→ thermalBolo:请问位能真的要考虑吗？ 114.45.161.180 02/19 00:07
10F：→ thermalBolo:(因我在想..在平地的管内流体和高处的 114.45.161.180 02/19 00:08
11F：→ thermalBolo:管内流体是否真会有温度差？在忽略MEB 114.45.161.180 02/19 00:09
12F：→ thermalBolo:忽略摩擦损失能量的前提下, 114.45.161.180 02/19 00:10
13F：→ thermalBolo:－Ws＝ΔE/kg＋ΔU/kg＋ΔP/ρ－hf 114.45.161.180 02/19 00:13
14F：→ thermalBolo:pump为流体系统带来了压力能， 114.45.161.180 02/19 00:14
15F：→ thermalBolo:而因为高度差的位能损耗，将压力能给 114.45.161.180 02/19 00:15
16F：→ thermalBolo:抵销了，所以我没有考虑位能差.... 114.45.161.180 02/19 00:16