物料衡算

物料衡算是質量守恆定律在對化工過程進行定量的分析計算中的套用，是建立過程數學模型的一個重要手段，是化工計算的重要組成部分。

物料衡算

物料衡算可以按需要，圍繞整個生產過程、生產過程的某一部分、單元操作、反應過程、設備的某一部分或設備的微分單元進行，這種為進行物料衡算所取的生產過程中某一空間範圍稱為控制體。根據質量守恆定律，通過物料衡算，可以得知進入控制體的物料質量和組成與離開控制體的物料質量和組成之間的關係。
物料衡算方程　為進行物料衡算，首先按分析的需要劃定控制體；再選定衡算的物料質量基準，對於間歇操作常取一批原料或1kg原料,對於連續操作通常取單位時間處理的物料量。根據質量守恆定律，對任一組分可以得到如下關係式：

對於連續生產的定態化工過程，控制體內的一切狀態參數、物料的物理性質等均不隨時間而改變，故其中不會有物料質量的累積。控制體內產生(或消失)的物料質量，由化學（反應）計量方程（見化學計量學）決定。對於不發生化學反應的連續定態過程，上式可以簡化為：

獨立方程數　進行物料衡算,可以建立三類方程,即物料衡算方程、同一物流各組分含量間關係（如摩爾分數之和為 1）和控制體的約束條件。物料衡算方程可以按物料中所含各組分寫出,也可按物料總量寫出,但只有NC(獨立組分數目，見化學計量學)個方程是獨立的。控制體的約束條件須視具體對象而定，例如兩物流以一定比例進入混合器混合，對混合器進行物料衡算時，給定兩物流的比例即為一個約束條件。因此，獨立方程數目將等於Nc+NS(物流數目)+Ne（控制體的約束條件數目）。物料衡算可以求解與獨立方程數目相同的未知量。
物料衡算的步驟　①作控制體的流程圖，給進出邊界的物流編號。根據選取的衡算物料質量基準，在圖上註明各已知的物料質量和組成，給待求未知量標以相應的符號；②列出各獨立方程，校核獨立方程數目是否與未知量數目相等；③解方程組求出各未知量。如果參與過程的物料中，有一個或數個組分（或元素）的質量在進料和某個出料中不發生變化，這種組分稱為聯繫物或惰性組分。找出過程中的聯繫物，可使物料衡算變得較為方便。

配圖

相關連線