[工學(xué)]第5章_ 相平衡熱力學(xué)-文庫吧
2025-01-04 12:01 本頁面
【正文】 p T 圖飽 和 蒸 氣飽 和 液 體 G過 冷 液 體過 熱 蒸 氣1p L M2x1xD ?Dp ?Mp ?EM ?BT MT ET逆向冷凝現(xiàn)象 汽化過程 FG GH 13 真實(shí)溶液的 5種情況 ?一般正偏差系統(tǒng)（甲醇 水系統(tǒng)） ?一般負(fù)偏差系統(tǒng)（氯仿－苯系統(tǒng)） ?最大正偏差系統(tǒng)（乙醇 苯系統(tǒng)） ?最小負(fù)偏差系統(tǒng)（氯仿 丙酮系統(tǒng) ?液相為部分互溶系統(tǒng) (氯仿 水系統(tǒng) ) 典型的汽液平衡相圖（ VLE） 14 當(dāng)恒溫時(shí)的 p~x曲線高于 LewisRandall規(guī)則的p~x直線，此系統(tǒng)為正偏差系統(tǒng)。 γi1 等溫 0 1 p1s p2s py1 px1 x1,y1 p 等壓 0 1 x1,y1 Tx1 Ty1 T 15 當(dāng)恒溫時(shí)的 p~x曲線低于 LewisRandall規(guī)則的p~x直線，此系統(tǒng)為負(fù)偏差系統(tǒng)。 γi1 等溫 p2s p1s px1 py1 x1,y1 0 1 p 等壓 x1,y1 0 1 Ty1 Tx1 T 16 最大正偏差系統(tǒng) 當(dāng)正偏差較大時(shí) ,在 p~x曲線上就可以出現(xiàn)極大值，γi 1 ；在這一點(diǎn)上， x1=y1, x2=y2，此點(diǎn)稱為恒沸點(diǎn)；由于這一點(diǎn)壓力最大，溫度最低，所以稱為最大壓力（或最低溫度）恒沸點(diǎn)；對(duì)于這種系統(tǒng)，用一般精餾法是不能將此分離開的，必須要采用特殊分離法。 T p 等溫 等壓 x1,y1 x1,y1 0 0 1 1 恒沸點(diǎn) 17 最小負(fù)偏差系統(tǒng) 最小壓力（最高溫度）共沸點(diǎn) x1=y1, x2=y2， γi1 等溫 等壓 p T 恒沸點(diǎn) x1,y1 x1,y1 0 0 1 1 液相為部分互溶系統(tǒng) 通常為汽 液 液三相平衡系統(tǒng) 18 汽液平衡的計(jì)算方法 ),2,1(?? Niff LiVi ????? V V L LVL? ?? ?? ? ( 1 , 2 )i i i i i ii i i if p y f p xy x i N??????? ? ? ? ? SLLLV S S?? e x p d 1 , 2 , ,????? ????? （ ）ii i i ipii i i i i i pf f xVp y p x p i NRT?? ? ?汽液平衡計(jì)算的準(zhǔn)則： 2）狀態(tài)方程＋活度系數(shù)法（ EOS+ ? ） 1）狀態(tài)方程法（ EOS） 汽、液相的組分的逸度用組分逸度系數(shù)來系數(shù)，需有合適的狀態(tài)方程和混合規(guī)則。 汽相組分的逸度用狀態(tài)方程和混合法則計(jì)算，液相組分的逸度用活度系數(shù)計(jì)算。 19 3）典型的汽液平衡計(jì)算式 S ( 1 , 2 )i i ipy p x i N? ? ? ? ? S ( 1 , 2 )i i i ipy p x i N?? ? ? ? ? V S S? ( 1 , 2 )i i i i i ip y p x i N? ? ?? ? ? ? ? VL? ? ( 1 , 2 )? ?( , , ) ( , , )? ? ? ? ??? ??；i i i ii i i iy x i Nf T p y f T p x???理想系汽液平衡 ?低壓系汽液平衡 ?中壓系汽液平衡 ?高壓系汽液平衡 理想氣體＋理想溶液 理想氣體＋非理想溶液 非理想氣體＋非理想溶液 汽液兩相均為非理想系統(tǒng) 20 汽液平衡的計(jì)算類型 兩大類，四小類： 變量為： T、 p、 X、 Y 第一類計(jì)算問題： X Y 泡點(diǎn)計(jì)算 其中的兩小類為： X Y T p p T [ [ ] ] 21 第二類計(jì)算問題： Y X 露點(diǎn)計(jì)算 其中的兩小類為： Y X T p [ ] p T [ ] 閃蒸計(jì)算問題： 流體流過閥門等裝置時(shí)，由于壓力的突然降低而引起急聚蒸發(fā)，產(chǎn)生 部分氣化現(xiàn)象 ，形成互成平衡的汽液兩相。 閃蒸計(jì)算的目的 是確定汽化分率 e和平衡的汽液兩相組成 y, x。 22 ＊統(tǒng)一算法 0e?泡點(diǎn)計(jì)算 閃蒸計(jì)算 露點(diǎn)計(jì)算 1e?( 1 ) , ( 1 , 2 )i i iz x e y e i N? ? ? ?111 , 1NNiiiixy??????01??e(bubble point calculation) (flash calculation) (bubble point calculation) 物料衡算方程： 歸一化方程： 進(jìn)料組成 液相組成 汽相組成 23 例 ，一個(gè)總組成分別是 z1=,z2=, z3=(1)甲苯 (2)乙苯 (3)的混合物，在 MPa下閃蒸，求閃蒸后的汽相分?jǐn)?shù)和汽液相組成。 VL? ?iiff?解：將液相作為理想溶液 ， 汽相作為理想氣體混合物： SS, / /i i i i i i ip y p x K y x p p? ? ?piS系 Antoine常數(shù) ， 分別為： A B C pis/MPa Ki 苯 甲苯 乙苯 SSl n /( ) , ( / M Pa 。 / K )iip A B T C p T? ? ? ? ?/ 1 ( 1 )i i i iy z K e K? ? ????311iiy試差解得： 1 2 , , , y y y? ? ? ?1 2 10 , 94 , 95x x x? ? ?24 狀態(tài)方程法 (EOS) 計(jì)算汽液相平衡 基本方程： VL? ? ( 1 , 2 )??i i i iy x i N??歸一化方程： 1111NNiiiiyx??????關(guān)鍵問題是選擇： 一個(gè)同時(shí)適用于汽相液相兩相組分逸度系數(shù)計(jì)算的的狀態(tài)方程 ， 通?？晒┻x擇的方程有： SRK方程 ， PR方程 ， MH81型方程等 25 VV? ? ( , , )i i iT p y??? LL? ? ( , , )i i iT p x???VLi? ?yi i ix???LV? ( , , )( , )? ( , , )iii i i i iiiT p xy x K T y xT p y??? ? ? ?基本方程 (0)Y(1)Y1ii
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