[工學(xué)]第5章_ 相平衡熱力學(xué)-全文預(yù)覽
【正文】 is/MPa Ki 苯 甲苯 乙苯 SSl n /( ) , ( / M Pa 。 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。 8 等 壓 面等 溫 面液pT0111,xy2p1p汽2CT1CT1BT圖 5 2 二 元 汽 液 平 衡 圖KUC2C1CV / LVL EBC ”D ”B ’C ’D ’CDAp = 常 數(shù)T ’T2T1T11,xy 1Tx? 泡 點(diǎn) 線1Ty? 露 點(diǎn) 線1x? 1y?0 1圖 5 3 ( a ) 二 元 氣 液 平 衡 T x y 圖1x?1y?1x0 111y圖 5 3 ( b ) 二 元 氣 液 平 衡 x y 圖9 T = 常 數(shù)LVL / V0 0111p11,xy1y1x?1y?1x? 1y?p? 1Sp2Sp 1px ? 泡 點(diǎn) 線1py ? 露 點(diǎn) 線圖 5 4 ( a ) 二 元 氣 液 平 衡 p x y 圖 圖 5 4 ( b ) 二 元 氣 液 平 衡 x y 圖10 0 0111TL1L2V / L1V / L2L1/ L2Vp = 常 數(shù)a bc11,xy 1x1ax 1ax 1bx1bx1cy1cy1y1T2T 1Ty?1Tx?c圖 5 5 二 元 部 分 互 溶 系 統(tǒng) 的 等 壓 相 圖圖 5 5 ( a ) T x y 圖 圖 5 5 ( b ) x y 圖11 臨 界 點(diǎn) 軌 跡C2C1pTKMNL ZWUC圖 5 6 二 元 系 定 組 成 p T 圖泡點(diǎn)線 露點(diǎn)線 12 臨 界 點(diǎn) 軌 跡pTHMTFBDMPC圖 5 7 二 元 系 定 組 成 臨 界 點(diǎn) 附 近 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)。 ?露點(diǎn) (Dew point)：在一定壓力下出現(xiàn)第一個(gè)液滴時(shí)的溫度。若給定了 N個(gè)獨(dú)立變量數(shù)，則其它的 N個(gè)強(qiáng) 6 ?相平衡理論：達(dá)相平衡時(shí)，系統(tǒng)的溫度、壓力、各相的組成以及其它熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系與相互間的推算。 5 2） 平衡系統(tǒng)的相律 相律：描述平衡系統(tǒng)中獨(dú)立變量的數(shù)目 (自由度 )。 GibbsDuhem方程反映了混合物中各組分的偏摩 爾性質(zhì)的約束關(guān)系，它不僅在檢驗(yàn)偏摩爾性質(zhì)模型 時(shí)非常有用，而且因某些偏摩爾性質(zhì)，例如 ， i?ln、 i??ln等，與混合物的相平衡緊密聯(lián)系，在相平衡數(shù)據(jù)的 檢驗(yàn)和推算中也有非常重要的應(yīng)用。0 目的和要求： 混合物相平衡理論是論述相平衡時(shí)系統(tǒng) T、 p和 各相組成以及其它熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系與相互間 的推算。 第 5章 相平衡熱力學(xué) 1 在對混合物相平衡進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需將混合物的相平衡準(zhǔn)則與反映混合物特征的模型 (狀態(tài)方程+混合規(guī)則或活度系數(shù)模型 )結(jié)合起來。數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ( 1 , 2 , , )i i iT T Tp p piN? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ???? ? ???? ? ? ???? ? ? ( 1 , 2 , , )i i if f f i N? ? ?? ? ? ?或 即在一定溫度 T，壓力 p下處于平衡狀態(tài)的多相多組分系統(tǒng)中，任一組分 i在各相中的分逸度必定相等。根據(jù)相律，對 N個(gè)組分的兩相系統(tǒng)，其自 由度為 N。 3）相平衡類型 7 二元系的汽液相圖 0 ?泡點(diǎn) (Bubble point)：在一定壓力下出現(xiàn)第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度。 要求：掌握相圖中點(diǎn)線面的意義、及其變化規(guī)律。 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。 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
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