[工學]第5章_相平衡熱力學(編輯修改稿)
2025-02-15 12:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 y ??約束條件 T(0) 雙層迭代計算思路和方法 : T(1) 泡點計算 X Y T p 已知 未知 外層迭代 incision 內(nèi)層迭代 incision 26 輸 入輸 入 獨 立 變 量假 設(shè) 溫 度 的 初 值計 算 純 物 質(zhì) 狀 態(tài) 方 程 參 數(shù) 值假 設(shè) 汽 相 組 成 的 初 值結(jié) 合 混 合 規(guī) 則 ， 計 算 液相 混 合 物 常 數(shù)結(jié) 合 混 合 規(guī) 則 ， 計 算 汽相 混 合 物 常 數(shù)求 解 P R 方 程 的 液 相 根求 解 P R 方 程 的 汽 相 根計 算 液 相 逸 度 系 數(shù)計 算 液 相 逸 度 系 數(shù)計 算輸 出 結(jié) 果調(diào) 整 溫 度 Ty e sy e sN oN o汽 相液 相Li?? Vi??VVLVLLa ,bVVa ,b0iyiia ,b0TLVi i i i? ?y x /???04 10iiyy???0iiyy?4( 1 ) 1 0iia b s y????ip , x( 0 )c i c i ij ii jjT , p , , k k k? ??圖 58 等壓泡點法計算汽液平衡框圖（ PR方程） 27 圖 5－ 8中相互作用參數(shù) kij 的求取 混合物狀態(tài)方程中的混合規(guī)則中相互作用參數(shù) kij, 一般從混合物的汽液相平衡實驗數(shù)據(jù)依據(jù)各組分在汽液兩相中逸度相等的原理，采用最優(yōu)化方法關(guān)聯(lián)求得。 EOS+γ法計算混合物汽液平衡 中壓系統(tǒng)等溫泡點計算為例： 泡點計算 X Y T p 已知 未知 28 (0)Y(1)YT(0) 雙層迭代計算思路和方法 : T(1) 外層迭代 incision 內(nèi)層迭代 incision S ()ipT由 Antoine方程求取 由 Wilson方程求 γi (T, xi) ?露點計算與泡點計算方法相仿 ， 不再贅述 。 29 輸 入 p , xi, A n t o i n e 方 程 參 數(shù) 、活 度 系 數(shù) 模 型 等 其 他 已 知 參 數(shù)假 設(shè) 溫 度 初 值 T0, 并令 所 有 的V 1i?? ?計 算SSiip, ?i,?計 算S S V()i i i i i i? ?y p x / p? ? ??計 算iiy?重 新 計 算 并 計 算iy,Vi??是 否 第 1 次 迭代 ？調(diào) 整 溫 度 T 變 化 ？iiy? ？1iiy ??Y e sY e sY e sN oN oN o輸 出 計 算 結(jié) 果圖 5 9 法 泡 點 溫 度 與 組 成 計 算 框 圖E O S ??30 例 丙酮 (1)乙腈 (2)和硝基甲烷 (3)系統(tǒng)可按完全理想系處理，各組分的飽和蒸汽壓方程為： 式中蒸汽壓單位為 kPa,溫度單位為 ℃ 。 (1)已知 t=70 ℃ y1= y2= y3=，求 p和 xi 。 (2)已知 p=80kPa x1= x2= x3=，求 T和 yi 。 計算至 31 依題意：由 T, Y→ p, X， 為 等溫露點的計算 ， 則 解： (1) t=70℃ 時 32 33 (2) 依題意，由 p， Y→ T， X為 等壓泡點 的計算，則： 令 取 k=3 ①取溫度初值 T(0) 34 ② ③ 35 ④ ⑤ 第二次迭代 t(0)= ℃ ，由 Antoine方程求出 ① ② ③ 36 ④ ⑤ ⑥ 由 Antoine方程求出 37 38 5. 7 氣液平衡 (GasLiquid Equilibrium) 應(yīng)用于煤的氣化、天然氣與合成氣的凈化、環(huán)境的監(jiān)測、生化技術(shù)過程等，是吸收過程開發(fā)和設(shè)計的理論基礎(chǔ)。 ?計算模型 I 基礎(chǔ) (對于二元系 )： V*1 1 1 1 1?p y H x???VS2 2 2 2 2?p y p x?? ?溶質(zhì)組分 1Henry定律 溶劑組分 2LewisRandall規(guī)則 1*10li m 1x ?? ?221l im 1x ?? ?{ 39 計算類型和方法同于節(jié) ?計算模型 II：氣液兩相均采用同一種狀態(tài)方程，如立方型方程計算。 對于二元系： VL1 1 1 1? ?yx???VL2 2 2 2? ?yx???氣液平衡關(guān)系變?yōu)椋? 若 Henry常數(shù)較大 ， 滿足 ? ?21 1 1 11211 1 2 2 11SSSppx p H xHpHy x p p xp????? ? ?221 1 1 21, 1 ,SSSp p px y p p pHp?? ? ? ? ?極稀條件下的二元系：組分 1,2氣相均視為 ideal gas， 則： 12SHp??{ 40 氣體溶解度隨溫度、壓力的變化關(guān)系 1) 溶解度與壓力的關(guān)系 1 1?lnTf Vp RT????? ????1 1 1?f H x? 1 1lnTH Vp R T???????????積分得： S( S) 1211()l n l n V p pHHRT? ??? 該式適用于 25～ 75186。C 下氫、氮等難溶氣體在水中的溶解度，但在高壓下，需計及活度系數(shù)的影響。 221lnA xRT? ?*212l n ( 1 )A xRT? ??若 ，則 S( S ) 2121 1 2()l n l n ( 1 )V p p AH H xR T R T? ??? ? ? ?，上式修改為： 該式稱為 KritchevskyKasarnovsky方程。 41 2) 溶解度與溫度的關(guān)系 考慮純?nèi)苜|(zhì)氣體與溶液呈平衡： G11GG?G1 1 1( , , )G G f T p x??在等壓的條件下： GGG 1 1 1 11 1 11,( ) ( )d ( ) d d l n 0lnp x p TG G G GG G T xTx? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?GG1111,() ()pxGG SST???? ? ? ??????G L L G1 1 1 1 1 1
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