[工學]第5章_相平衡熱力學-在線瀏覽
2025-03-08 12:01本頁面
【正文】 ） 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。 19 3）典型的汽液平衡計算式 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 )? ?( , , ) ( , , )? ? ? ? ??? ?。籭 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 汽液平衡的計算類型 兩大類，四小類： 變量為： T、 p、 X、 Y 第一類計算問題： X Y 泡點計算 其中的兩小類為： X Y T p p T [ [ ] ] 21 第二類計算問題： Y X 露點計算 其中的兩小類為： Y X T p [ ] p T [ ] 閃蒸計算問題： 流體流過閥門等裝置時，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。 22 ＊統(tǒng)一算法 0e?泡點計算 閃蒸計算 露點計算 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： 進料組成 液相組成 汽相組成 23 例 ，一個總組成分別是 z1=,z2=, z3=(1)甲苯 (2)乙苯 (3)的混合物，在 MPa下閃蒸，求閃蒸后的汽相分數(shù)和汽液相組成。 / 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??????關鍵問題是選擇： 一個同時適用于汽相液相兩相組分逸度系數(shù)計算的的狀態(tài)方程 ， 通常可供選擇的方程有： 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)Y1iiy ??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 溫 度 的 初 值計 算 純 物 質(zhì) 狀 態(tài) 方 程 參 數(shù) 值假 設 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)化方法關聯(lián)求得。 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 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 ℃ 。 (2)已知 p=80kPa x1= x2= x3=，求 T和 yi 。 ?計算模型 I 基礎 (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。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。 41 2)
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