第3章 物性方法
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化工导论第三章
3.3.2 烃类裂解过程的二次反应 ● 烃类裂解二次反应指乙烯、丙烯继续反应生成炔 烃、二烯烃、芳烃和焦炭的反应。 烯烃的聚合、环化、缩合等反应 2C2H4 → C4H6 + H2 C2H4+ C4H6 → 苯+ H2 烯烃的生碳和生焦反应 C2H4 → C2H2 →方法和裂解炉
裂解方法分类
间接加热 最常用方法， 占99%
管式炉裂解 固定床 固体热载体 蓄热炉 砂子炉
流化床
熔盐炉
烃类裂解法
直接加热
液体热载体 气体热载体
高温蒸气裂解
自供热
部分氧化裂解
烃类热裂解流程图
裂解炉主要工艺设备要求： ① 管材要有较高的耐温性； ② 能迅速给烃类物质提供大量热； ③ 降温快。 3.3.4 裂解产物的急冷操作 ① 高温裂解气迅速降温，避免反应时间过长； ② 裂解产物初步分离； ③ 回收废热。
2、简述环氧乙烷生产的主要步骤和每个步骤的目的， 写出主要反应方程式。
可得到很多极有价值的衍生物。
3.5
石油化工系列产品
聚合
聚乙烯
环氧乙烷
塑料薄膜、成型制品
氧化
乙二醇
二氯乙烷 氯乙烯
涤纶、防冻剂、溶剂
乙烯
加氯
工程塑料、氯纶纤维
丙烯
共聚
乙丙橡胶
电线、电缆
3.5
3.5.1
石油化工系列产品
烯烃系列产品和用途
（2）丙烯 丙烯分子中含有双键和 α- 活泼氢而具有很高 的化学反应活性。在工业生产中，利用丙烯的加 成、氧化反应、羰基化、烷基化以及聚合反应， 可相应地合成一系列有机化工产品。
聚合
聚丙烯
丙纶、胶片、树脂制品
氧化
材料力学第3章 轴向拉压变形
Fy 0 :FN1 sin 30 FN3 sin 30 F
(2) 变形协调方程
Δl2 Δl1 Δl3 Δl2 tan30 sin 30 sin 30 tan30
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
31
3.4 拉压杆静不定问题的解法
例题3-5
(3) 利用物性关系，用力表示变形协调方程
切
B点水平位移：
线 代
圆
Fa
弧
Bx BB1 l1 EA ()
B点铅垂位移：
By
BB'
l2 sin 45
l1
tan
45
(1
2
2) Fa EA
()
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
19
3.3 桁架的节点位移
例题3-3
图示托架，由横梁AB与斜撑杆CD所组成，并承受集中载荷
2
3.1拉压杆的轴向变形与横向变形
轴向应变: l 胡克定律： FN
l
E EA
所以得到： l FNl EA
（拉压杆胡克定律）
l FNl EA
EA为拉压刚度，只与材料和横截面面积有关。
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
3
3.1拉压杆的轴向变形与横向变形
(2)补充方程-变形协调方程(compatibility equation)
l1
tan
l2
sin
l3
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
25
3.4 拉压杆静不定问题 解法
（3）物性（物理）关系
l1
FN1l1 E1 A1
(2) 变形协调方程
Δl2 Δl1 Δl3 Δl2 tan30 sin 30 sin 30 tan30
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
31
3.4 拉压杆静不定问题的解法
例题3-5
(3) 利用物性关系，用力表示变形协调方程
切
B点水平位移：
线 代
圆
Fa
弧
Bx BB1 l1 EA ()
B点铅垂位移：
By
BB'
l2 sin 45
l1
tan
45
(1
2
2) Fa EA
()
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
19
3.3 桁架的节点位移
例题3-3
图示托架，由横梁AB与斜撑杆CD所组成，并承受集中载荷
2
3.1拉压杆的轴向变形与横向变形
轴向应变: l 胡克定律： FN
l
E EA
所以得到： l FNl EA
（拉压杆胡克定律）
l FNl EA
EA为拉压刚度，只与材料和横截面面积有关。
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
3
3.1拉压杆的轴向变形与横向变形
(2)补充方程-变形协调方程(compatibility equation)
l1
tan
l2
sin
l3
秦飞 编著《材料力学》 第3章 轴向拉压变形
25
3.4 拉压杆静不定问题 解法
（3）物性（物理）关系
l1
FN1l1 E1 A1
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用解读
ASPEN PLUS在化工过程设计中的应用
第三章 ASPEN PLUS物性数 据库及其应用
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用 3.1 基础组分数据库 3.2 如何建立物性模型 3.3 性质集 3.4 物性计算与分析实例
第 2 页
3.1 基础组分数据库
ASPEN PLUS物性数据库的数据包括：
COLUMN
5000 lbmol/hr 丙酮：10 mole % 水：90 mole %
BTMS
规定: 丙酮回收率为99.5 mole %
理想方法
预计所需理论级 大约费用（美元） 11 520,000
状态方程方法
7 390,000
活度系数模型方法
42 880,000
第 11 页
3.2 ASPEN PLUS的物性方法和模型
第 4 页
固有性质
物性
代号
物性
代号
分子量 临界温度
临界压力 临界体积
MW TC
PC VC
临界压缩因子 偏心因子
偶极距 回转半径
ZC OMEGA
MUP RGYR
第 5 页
标准态下的物性
物性 生成热 生成自由能 沸点 标准沸点下 的摩尔体 积 汽化热 凝固点 相对密度 代号 DHFORM DGFORM TB VB DHVLB TEP SG 物性 API重度 溶解度参数 等张比容 气体粘度 液体粘度 导热系数 表面张力 代号 API DELTA PARC MUVDIP MULAND KVDIP SIGDIP
ASEPN PLUS的物性计算模型分类
类别 详细内容 状态方程模型 活度系数模型 蒸汽压和液体逸度模型 汽化热模型 摩尔体积和密度模型 热容模型 溶解度关联模型 其它 粘度模型 导热系数模型 扩散系数模型 表面张力模型 一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
第三章 ASPEN PLUS物性数 据库及其应用
第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用 3.1 基础组分数据库 3.2 如何建立物性模型 3.3 性质集 3.4 物性计算与分析实例
第 2 页
3.1 基础组分数据库
ASPEN PLUS物性数据库的数据包括：
COLUMN
5000 lbmol/hr 丙酮：10 mole % 水：90 mole %
BTMS
规定: 丙酮回收率为99.5 mole %
理想方法
预计所需理论级 大约费用（美元） 11 520,000
状态方程方法
7 390,000
活度系数模型方法
42 880,000
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3.2 ASPEN PLUS的物性方法和模型
第 4 页
固有性质
物性
代号
物性
代号
分子量 临界温度
临界压力 临界体积
MW TC
PC VC
临界压缩因子 偏心因子
偶极距 回转半径
ZC OMEGA
MUP RGYR
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标准态下的物性
物性 生成热 生成自由能 沸点 标准沸点下 的摩尔体 积 汽化热 凝固点 相对密度 代号 DHFORM DGFORM TB VB DHVLB TEP SG 物性 API重度 溶解度参数 等张比容 气体粘度 液体粘度 导热系数 表面张力 代号 API DELTA PARC MUVDIP MULAND KVDIP SIGDIP
ASEPN PLUS的物性计算模型分类
类别 详细内容 状态方程模型 活度系数模型 蒸汽压和液体逸度模型 汽化热模型 摩尔体积和密度模型 热容模型 溶解度关联模型 其它 粘度模型 导热系数模型 扩散系数模型 表面张力模型 一般焓和密度模型 煤和焦碳的焓和密度模型
第3章Aspen物性方法
传递性质的参数，例如粘度。
状态方程中的参数。 与石油相关的参数。例如油品的API值、辛烷值、芳烃含量、氢含量及 硫含量等
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
理想模型
• IDEAL SYSOP0
状态方程模 型
• Lee方程、PR方程、RK方程
活度系数模 型
• Pitzer、NRTL、UNIFAC、UNIQUAC、VANLAAR、 WILSON
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
特殊模型
方法 AMINES APISOUR BK-10 SOLIDS CHAO-SEA K值计算方法 Kent-Eisenberg amines model API sour water model Braun K-10 应用 MEA、DEA、DIPA、DGA 中H2S、CO2的处理 带有 NH3、H2S、CO2的废 水处理 石油
特殊模型
• AMINES、BK-10、STEAM-TA
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
Aspen Plus提供了含有常用的热力学模型的物性方法。 物性方法与模型选择不同，模拟结果大相径庭。如精馏 塔模拟的例子。相同的条件计算理论塔板数，用理想方 法得到11块，用状态方程得到 7块，用活度系数法得 42 块。显然物性方法和模型选择的是否合适，也直接影响 模拟结果是否有意义。 《Aspen plus物性方法和模型》
真实？
BK10 IDEAL
图（a）
3.3 物性方法的选择
经验选取
是 是 有液液平 衡数据？ NRTL UNIQUAC
否 是
P<10bar
有交互作 用参数？ 否 有液液平 衡数据？
第3章_流体及其混合物热力学性质计算
第3章 流体热力学性质计算利用这些可测得的量P 、V 、T 和流体的热容数据，可计算其它不能直接从实验测得的热力学性质，如焓H 、熵、热力学能(内能)U 、Gibbs 自由焓G 等。
热力学性质的推算是化工热力学课程的核心内容与最根本任务和应用之一，它是建立在经典热力学原理基础之上，结合反映实际系统特征的数学模型(如状态方程)，实现用一个状态方程和气体热容数据模型，如理想气体热容ig P C ，来计算所有其它的热力学性质。
本章学习要求热力学性质是系统在平衡状态下所表现出来的，平衡状态可以是均相的纯物质或混合物，也可以是非均相的纯物质或混合物。
本章要求学生理解和学会使用一些有用的热力学性质表达成P-V-T(x)的普遍化函数，并结合状态方程来推算其它热力学性质的具体方法，内容包括：(1) 从均相封闭系统的热力学基本方程出发，建立热力学函数(如U 、H 、S 、A 、G 、pC 和V C 等)与P-V-T(x)之间的普遍化依赖关系；(2) 应用P-V-T 对应状态原理，计算其它热力学性质的方法； (3) 定义逸度和逸度系数，解决其计算问题； (4) 会使用热力学性质图或表进行计算。
重点与难点3.1 热力学基本方程与Maxwell 关系封闭系统的热力学基本方程为：dU TdS PdV =-(2-1) dH TdS VdP =+(2-2) dA SdT PdV =-- (2-3) dG SdT VdP =-+(2-4)其中H 、A 、G 的定义为：H U PV =+；A U TS =-；G H TS A PV =-=+。
这些热力学基本关系式，适用于只有体积功存在的封闭系统Maxwell 关系是联系U 、H 、S 、A 、G 等函数与P-V-T 性质的数学手段。
3.2 热力学性质的计算方法热力学性质的计算方法有：(1) 对热力学函数的偏微分关系进行积分计算； 2)以理想气体为参考态的剩余性质法； (3) 状态方程法；(4) 普遍化对应状态原理法(或查图、查表法)等。
第三章 食品材料的热物理性质和水分的扩散系数
图2-12 Stepscan DSC的温度程序
图2-13 Stepscan DSC测量比热的原始振荡热流和原始基线热流
图2-14 Stepscan DSC测量比热的计算结果
三、热导率：反映物质传导热能力的性质参 数。
稳态法：实验测量待测试样上温度分布达到稳 定后进行，其分析的出发点是稳态的导热微分 方程，能直接测得导热系数。这种方法的特点 是实验公式简单，实验时间长，需要测量导热 量(直接或间接地)和若干点的温度。 非稳态法：实验测量过程中试样温度随时间变 化，其分析的出发点是不稳定导热微分方程， 常常只能直接测得导温系数，间接算得导热系 数。特点是，实验公式常不如稳态法那样简单 、直观，实验时间短，需要测量试样上苦干点 的温度随时间变化的规律，一般不必测量导热 量。
α＝λ/（cp·ρ）
• 冰在0℃的融化热：334.5kJ/kg或 6.003kJ/mol
§3-2 食品材料热物理性质的测量
一、焓：△Q ,相对值
• 过去多取-20º C冻结态的焓值为其零点 近来多取-40º C冻结态的焓值为其零点 • 热量测量的一般原理，用量热计接受待测热量，根据量热 计的状态变化量及对既知电能或标准物质热的标定结果， 确定待测热量。其关系可用下面方框图表示。
β ＝（△V/V）/T
表 3-2a 水的(体积)热膨胀系数
T /℃ 0 2 4 0.27 6 31.24 8 60.41 /10－6 (1/K) －68.1 －32.7
表 3-2b 冰的(体积)热膨胀系数
T /℃ /10－6 (1/K) 0 57 －25 －50 －75 －100 －125 －150 －175 50 43 38 31 24 17 12
W 1 1 1 1 i W W W v s i i v s i i
粉体力学与工程-03 粉体填充与堆积特性
2017年4月10日星期一
机械与汽车工程学院
总结：非球形颗粒的随机填充(实际颗粒填充)
1) 在重力下，容器中颗粒填充的空隙率随容器直径 减少和颗粒层高度增加而变大 2) 随着球形度的增加，空隙率减少
3) 颗粒表面粗糙度的增加使空隙率增大
4) 细颗粒的粘结作用将形成松填充
5) 粗细颗粒比例改变将影响空隙率
粒密度：ρS = M/VS
机械与汽车工程学院
堆积密度(松装密度）
ρB = M / V B
粉体所占容器 的体积
以一定的方法将粉体填充在已知体积的容器中，该 容器的体积也包括颗粒间空隙的体积。
机械与汽车工程学院
粒密度
ρp = M / Vp
不包括颗粒之间空 隙的体积
机械与汽车工程学院
真密度
ρs = M / V s
2017年4月10日星期一
机械与汽车工程学院
2） 颗粒形状的影响 若颗粒的形状逐渐偏离球体，并且直到板状、
棒状等不规则形状，那么，填充越来越困难，填充 结构越来越疏松，空隙率变得越来越大。
颗粒表面粗糙，则由于填充时摩擦阻力大，就难 以达到紧密填充
当颗粒越小，颗粒间相互作用力越强时，颗粒形
状的影响表现得更明显。 总之，球形颗粒相对易填充，棒状或针状等颗粒难以 填充。
空隙部分： 指粉体粒子以外的介质所占有的部分。这种空隙 量的表示方法有： 容积密度（表观密度 B ）：在一定填充状态下， 单位填充体积的粉体质量，kg/m3。 填充率Ψ： 空隙率ε：
？
机械与汽车工程学院
填充率 比率。
有一定填充状态下，颗粒体积占粉体体积的
M / P B M / B P
M------------ 填充粉体的质量
第三章 物性方法(1)
• 用户需要通过Aspen物性数据文件管理系统（DFMS）来 用户数据 创建数据库，且数据具有针对性，不是对所有用户开放 库
3
3.1 Aspen Plus数据库
缺省的纯组分数据库
选择的数据库
4
3.1 Aspen Plus9.0数据库
PURE35
常数参数，例如临界温度、临界压力。 相变的性质参数，如沸点、三相点。
立方型状态方程 RK、SRK、PR （vdW型状态方程）
多参数状态方程
截断的 Virial 方程形式简单，文献中拥有大量第二维里系数 Virial方程、 的数据，而且混合规则理论上严格，但仅可用于气相；多参 BWR方程、 BWRS 数的BWR和BWRS方程主要优点是可对纯组分性质（相平衡 方程 和体积性质）作准确计算 Lee-Kesler方程 主要优点是可以利用高精度参考流体的状态方程。当所研究 的流体的性质与参考流体相差不大时，计算的精度较高
状态方程法
状态方程分类及其主要特点
类型 代表方程 特点 立方型状态方程因其简单性和可靠性在工程上被认为是最为 实用的状态方程。它适用于只需准确计算部分物性的场合， 在过程模拟中普遍采用。对立方型状态方程的修正主要集中 在温度函数 (T ) 和方程函数形式 p（V）。前者旨在提高方 程计算饱和蒸气压的精度（对相平衡计算具有重要影响）， 后者旨在提高计算液相密度的精度
第3章 物性方法
1
第3章 物性方法
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 算 3.6 3.7
Aspen Plus数据库 物性方法简介 物性方法选择 物性方法和路线 游离水、污水和严格三相计 物性参数和数据 物性集
2
3
3.1 Aspen Plus数据库
缺省的纯组分数据库
选择的数据库
4
3.1 Aspen Plus9.0数据库
PURE35
常数参数，例如临界温度、临界压力。 相变的性质参数，如沸点、三相点。
立方型状态方程 RK、SRK、PR （vdW型状态方程）
多参数状态方程
截断的 Virial 方程形式简单，文献中拥有大量第二维里系数 Virial方程、 的数据，而且混合规则理论上严格，但仅可用于气相；多参 BWR方程、 BWRS 数的BWR和BWRS方程主要优点是可对纯组分性质（相平衡 方程 和体积性质）作准确计算 Lee-Kesler方程 主要优点是可以利用高精度参考流体的状态方程。当所研究 的流体的性质与参考流体相差不大时，计算的精度较高
状态方程法
状态方程分类及其主要特点
类型 代表方程 特点 立方型状态方程因其简单性和可靠性在工程上被认为是最为 实用的状态方程。它适用于只需准确计算部分物性的场合， 在过程模拟中普遍采用。对立方型状态方程的修正主要集中 在温度函数 (T ) 和方程函数形式 p（V）。前者旨在提高方 程计算饱和蒸气压的精度（对相平衡计算具有重要影响）， 后者旨在提高计算液相密度的精度
第3章 物性方法
1
第3章 物性方法
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 算 3.6 3.7
Aspen Plus数据库 物性方法简介 物性方法选择 物性方法和路线 游离水、污水和严格三相计 物性参数和数据 物性集
2
化工热力学陈新志版第03章课件
dU=TdS-PdV
化工热力学 第三章 6
仅含状态函数的新方程，是联系体系 性质的热力学基本关系式之一。 适用条件：只有体积功，均相封闭体 系。初、终态可以是两个不同相态 的均相封闭体系，但此时要求两相 的组成相同。所以，组成相同的非 均相体系也可以作为均相封闭体系 处理。
化工热力学 第三章 7
其它热力学基本关系式
ig 并记为 : M M 0 T , P M T , P M ig T , P0
M T , P M ig T , P0
化工热力学
第三章
19
用偏离函数计算热力学性质变化
M T , P M T , P M M T , P M M T , P M T , P M T , P
p2
p1
V V T dp T p
V2 p p p H CV V dT V T T V V dV T2 1 T V V T
第3章 均相封闭系统 热力学原理及其应用
Thermodynamics and its Application of Homogeneous System
化工热力学 1
引言
从容易测量的性质→难测量的性质； 从基础物性→更多有用的性质； 从纯物质性质→混合物性质…… 热力学原理+模型解决上述问题
化工热力学 第三章 28
U CV dT
T2
T1
V2
V1
p T T p dV V
化工热力学
2
P V T
P V T
化工热力学 第三章 6
仅含状态函数的新方程，是联系体系 性质的热力学基本关系式之一。 适用条件：只有体积功，均相封闭体 系。初、终态可以是两个不同相态 的均相封闭体系，但此时要求两相 的组成相同。所以，组成相同的非 均相体系也可以作为均相封闭体系 处理。
化工热力学 第三章 7
其它热力学基本关系式
ig 并记为 : M M 0 T , P M T , P M ig T , P0
M T , P M ig T , P0
化工热力学
第三章
19
用偏离函数计算热力学性质变化
M T , P M T , P M M T , P M M T , P M T , P M T , P
p2
p1
V V T dp T p
V2 p p p H CV V dT V T T V V dV T2 1 T V V T
第3章 均相封闭系统 热力学原理及其应用
Thermodynamics and its Application of Homogeneous System
化工热力学 1
引言
从容易测量的性质→难测量的性质； 从基础物性→更多有用的性质； 从纯物质性质→混合物性质…… 热力学原理+模型解决上述问题
化工热力学 第三章 28
U CV dT
T2
T1
V2
V1
p T T p dV V
化工热力学
2
P V T
P V T
第3章储层和盖层
我国同类碎屑岩砂体产油状况表
砂体类型 河流 三角洲 扇三角洲 水下扇 滩、坝 冲(洪)积扇 湖底扇 油田名称 陕甘宁(J1)、东营孤东(N)、黄骅大港(N)、 冀东南堡 (N)、东濮文留(Es) 辽河(Es)、东营胜坨(Es)、松辽大庆(Kl)、 柴达木朵斯库勒(E) 辽河西部(Es)、南阳双河(Eh)、东濮濮城(Es) 储量规模 千万吨级 亿吨级 千万吨级
第三章
储集层与盖层
储集层的物理性质 常见的储集层类型 盖层
§1 储集层的物理性质
油气在地下是储存在一些岩石的孔、 油气在地下是储存在一些岩石的孔、洞、缝之中的， 缝之中的， 其储集方式就象水充满在海绵里一样。 其储集方式就象水充满在海绵里一样。 凡是能够存储和渗滤流体（ 凡是能够存储和渗滤流体（油、气 、水）的岩层都可 以称之为储集层 储集层。 以称之为储集层。 储层之所以能够储集油气，是因为具备了两个特征： 储层之所以能够储集油气，是因为具备了两个特征： 孔隙性——直接决定岩层储集油气的数量； 直接决定岩层储集油气的数量 孔隙性 直接决定岩层储集油气的数量； 渗透性——控制了储层内所含油气的产能。 控制了储层内所含油气的产能 渗透性 控制了储层内所含油气的产能。 而决定孔、渗性好坏的基本因素是岩石的孔隙结构 孔隙结构， 而决定孔、渗性好坏的基本因素是岩石的孔隙结构， 这些构成了储层物性分析的主要内容。 这些构成了储层物性分析的主要内容。
铸体薄片法：将液体有机玻璃（红、蓝）单体在常温下 铸体薄片法 注入岩样，经高温聚合成有机玻璃，磨片后在镜下观察， 可分辨岩石中的孔、喉分布。 铸体法：在注入有机玻 铸体法 璃后，将岩样在HF中浸 泡，溶掉岩石骨架部分 后，可观察孔隙的空间 展布、立体构架。 评价指标： 评价指标
1、排驱压力（Pd） 排驱压力（ 饱和度中值压力（ 2、饱和度中值压力（Pc50） 3、最小非饱和的孔隙体积百 分数（ 分数（Smin%） 4、孔喉半径集中范围和频数
第三章-ASPEN-PLUS的物性数据库及其应用PPT课件
S
Sulfur（硫）
B
Boron（硼）
Si
Silicon（硅）
F
Fluorine（氟）
Cl
Chlorine（氯）
Br Bromine（溴）
I
Iodine（碘）
用于气体加工、炼油及化工应用。（如气 体加工装置、原油塔及乙烯装置）
第 15 页
4、用于高压烃应用的状态方程性质方法： BWR-LS、LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM
处理高温、高压以及接近临界 点的体系（如气体管线传输或 超临界抽提）
5、灵活的和预测性的状态方程性质方法： PRMHV2、PRWS、PSRK、RK-ASPEN、 RKSMHV2、RKSWS、SR-POLAR
第 26 页
定义物性集
用 Properties Prop-Sets 表来指定一个物性集中的物 性
用 Search 按钮可以查找一个物性 将所有所指定的限定符都应用于每一个指定的物性。 用户可以在 Properties Advanced User-Properties 表
中通过提供 Fortran 子程序定义新的物性
可以把实验数据引入估算中。
第 49 页
使用物性估算的步骤
1. 在Properties Molecular Structure窗口上定义 分子结构。
2. 利用Parameters或Data窗体输入实验数据。
实验数据如标准沸点(TB)对于许多估算方法都 是非常重要的。因此只要有可能就应该输入实 验数据。
物性 API重度 溶解度参数 等张比容
气体粘度
液体粘度 导热系数 表面张力
代号 API DELTA PARC
MUVDIP
MULAND KVDIP SIGDIP
机械工程测试技术基础知识点
机械工程测试技术基础知识点第一章绪论1. 测试技术是测量和试验技术的统称。
2. 工程测量可分为静态测量和动态测量。
3. 测量过程的四要素分别是被测对象、计量单位、测量方法和测量误差。
4. 基准是用来保存、复现计量单位的计量器具5. 基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
6. 测量方法包括直接测量、间接测量、组合测量。
7. 测量结果与被测量真值之差称为测量误差。
8. 误差的分类:系统误差、随机误差、粗大误差。
第二章信号及其描述1. 由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号称为一般周期信号。
2. 周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。
1．信号的时域描述，以时间为独立变量。
4．两个信号在时域中的卷积对应于频域中这两个信号的傅里叶变换的乘积。
5信息传输的载体是信号。
6一个信息，有多个与其对应的信号；一个信号，包含许多信息。
7从信号描述上：确定性信号与非确定性信号。
8从信号幅值和能量：能量信号与功率信号。
9从分析域：时域信号与频域信号。
10从连续性：连续时间信号与离散时间信号。
11从可实现性：物理可实现信号与物理不可实现信号。
12可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。
13不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。
14周期信号。
按一定时间间隔周而复始出现的信号15一般周期信号:由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号。
16准周期信号:由多个简单周期信号合成，但其组成分量间无法找到公共周期。
或多个周期信号中至少有一对频率比不是有理数。
17瞬态信号（瞬变非周期信号）:在一定时间区间内存在，或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号。
18非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。
19一般持续时间无限的信号都属于功率信号。
20一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号（可以理解成能量衰减的过程）。
物理性能总复习 张国伟
neeff L 1 1 * V 2m V
2、马西申定律
0 (T )
29
习题
• 试说明金属导电的物理本质，金属在常温下具有一 定电阻的原因？ • 金属及合金的缺陷对电阻率产生什么影响？为什么 会产生这些影响？
• 简要论述电阻分析在金属研究中的应用？
• 金属及合金的导电性随温度变化的一般规律是什么？
46
1)、铁磁体的技术磁化机制
技术磁化通过两种方式进行： •踌壁的迁移 •磁踌的旋转
47
1区：可逆壁移区： 在磁化的起始阶段 H较弱
H和磁畴 锐角 H和磁畴 钝角 静磁能低 静磁能高 造成原子磁矩转动 磁畴壁移动
畴壁
高能状态
与H成锐角的磁畴扩大，与H成钝角的磁畴缩小
畴壁微小迁移,可逆
磁化曲线平坦，磁导率不高。
（二） 重要概念与名词（10）： 电阻率，费秘能，能带，禁带，导带，价带，波矢， 散射，电导率，K状态
28
（三）重要公式
1、经典理论电导率
量子理论电导率
能带理论电导率
ne L 2m V 2 neeff L 2m V
2
neeff 2m
2
2
*
L V
neeff
2
2m*
12
l a T
L
l
T/K
13
14
15
16
难点： 1) 热膨胀的物理本质 2) 膨胀曲线分析 （二）重要概念与名词（5）：
热膨胀系数，固态极限方程，膨胀反常，因瓦合金， 线膨胀系数
17
（三）重要公式
1、格留涅申固态极限方程
Tm a V VT V0 C V0
HYSYS使用教程
Streams Temperature Pressure Flowrate GasWell1 40º C 4135KPa 425Kgmole/h GasWell2 45º C 3450KPa 375Kgmole/h GasWell3 40º C 575Kgmole/h HYSYS应用基础教程 -18-
数据类型：
Hysys有四大数据类型，分别是组分数据、物性方法、 物流数据以及单元操作模块： 组分数据： 装置设备及管道当中存在的物质 物流数据： 包括物流的流量、温度、压力以及携带多少能量 单元操作模块： 就是指生产设备的操作参数及尺寸等。 物性计算方法： 是一些化工热力学方程。
HYSYS应用基础教程
-15-
第一章 HYSYS入门
定义物流：
按F4打开模板库 单击物流图标 单击加入按钮 双击打开属性窗口 修改物流名称 输入P.V.T参数 输入物流组成（基准） 分析结果
HYSYS应用基础教程
-16-
第一章 HYSYS入门
闪蒸计算：
闪蒸计算：
N2 H2S CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7+ H2O 0.0002 0.0405 0.0151 0.7250 0.0815 0.0455 0.0150 0.0180 0.0120 0.0130 0.0090 0.0252 0.0000
HYSYS应用基础教程
-7-
•查看/删除/复制
组份列表。
C:\Programefile\Hyprotech\Hysys3.2\Paks
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-10-
第一章 HYSYS入门
建流体包：
选物性方法
•
数据类型：
Hysys有四大数据类型，分别是组分数据、物性方法、 物流数据以及单元操作模块： 组分数据： 装置设备及管道当中存在的物质 物流数据： 包括物流的流量、温度、压力以及携带多少能量 单元操作模块： 就是指生产设备的操作参数及尺寸等。 物性计算方法： 是一些化工热力学方程。
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第一章 HYSYS入门
定义物流：
按F4打开模板库 单击物流图标 单击加入按钮 双击打开属性窗口 修改物流名称 输入P.V.T参数 输入物流组成（基准） 分析结果
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闪蒸计算：
闪蒸计算：
N2 H2S CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7+ H2O 0.0002 0.0405 0.0151 0.7250 0.0815 0.0455 0.0150 0.0180 0.0120 0.0130 0.0090 0.0252 0.0000
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选物性方法
•
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• 与Aspen Plus的数据库无关，用户自己输入，用户需 自己创建并激活 内置数据库
• 用户需要自己创建并激活，且数据具有针对性，不是 对所有用户开放 用户数据库
3.1 Aspen Plus数据库
PURECOMP
常数参数。例如绝对温度、绝对压力。 相变的性质参数。例如沸点、三相点。 参考态的性质参数。例如标准生成焓以及标准生成吉布斯自由能。 随温度变化的热力学性质参数。例如饱和蒸汽压。
WIS-NTH。Hayden-O’Connel状态方程使用的是截至两项的维里方程，它
传递性质的参数，例如粘度。
安全性质的参数。例如闪点、着火点。 UNIFAC模型中的集团参数。 状态方程中的参数。 与石油相关的参数。例如油品的API值、辛烷值、芳烃含量、氢含量及
硫含量等
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
理想模型
• IDEAL SYSOP0
状态方程模 型
• Lee方程、PR方程、RK方程
活度系数模 型
• Pitzer、NRTL、UNIFAC、UNIQUAC、VANLAAR、 WILSON
特殊模型
• AMINES、BK-10、STEAM-TA
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
Aspen Plus提供了含有常用的热力学模型的物性方法。 物性方法与模型选择不同，模拟结果大相径庭。如精馏 塔模拟的例子。相同的条件计算理论塔板数，用理想方 法得到11块，用状态方程得到 7块，用活度系数法得 42 块。显然物性方法和模型选择的是否合适，也直接影响 模拟结果是否有意义。 《Aspen plus物性方法和模型》
Ideal Gas/ Raoult's law/Henry's law /solid 冶金 activity coefficients Chao-Seader corresponding states model 石油
GRAYSON
STEAM-TA STEAMNBS
Grayson-Streed corresponding states model
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
基于UNIQUAC的物性方法 UNIQUAC UNIQUAC UNIQ-HOC UNIQUAC UNIQ-NTH UNIQUAC UNIQ-RK UNIQUAC UNIQ-2 UNIQUAC (using dataset 2) 基于VANLAAR的物性方法 VANLAAR Van Laar VANL-HOC Van Laar VANL-NTH Van Laar VANL-RK Van Laar VANL-2 Van Laar (using dataset 2) 基于WILSON的物性方法 WILSON Wilson WILS-HOC Wilson WILS-NTH Wilson WILS-RK Wilson WILS-2 Wilson (using dataset 2) WILS-HF Wilson Wilson (ideal gas and liquid enthalpy reference state) WILS-GLR WILS-LR WILS-VOL Wilson (liquid enthalpy reference state) Wilson with volume term Ideal gas Hayden-O'Connell Nothnagel Redlich-Kwong Ideal gas Ideal gas Hayden-O'Connell Nothnagel Redlich-Kwong Ideal gas Ideal gas Hayden-O'Connell Nothnagel Redlich-Kwong Ideal gas HF Hexamerization model Ideal gas Ideal gas Redlich-Kwong
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
特殊模型
方法 AMINES APISOUR BK-10 SOLIDS CHAO-SEA K值计算方法 Kent-Eisenberg amines model API sour water model Braun K-10 应用 MEA、DEA、DIPA、DGA 中H2S、CO2的处理 带有 NH3、H2S、CO2的废 水处理 石油
系统提供了三种组分类型，化学系统、烃类系统以及特殊系统，这
里选择烃类系统
3.3 物性方法的选择
选择完成后，系统提示用户是否含有石油产品的数据分析或是虚
拟组分，点击No
3.3 物性方法的选择
系统给用户提供几种物性方法作为参考
3.3 物性方法的选择
特殊体系的物性方法选择
存在气相缔合的体系
对于存在气相缔合的体系、二聚反应，常用的热力学方法有两种， Nothagel和Hayden-O’Connel状态方程。 Nothagel方程使用的是截断的范德华方程，可以模拟气相的二聚反应，不 足之处在于当压力大于几个大气压时就不适用了；使用Nothagel状态方程 作为气相模型的性质方法有NRTL-NTH、UNIQ-NTH、VANL-NTH、
第3章 物性方法
作者：毕欣欣 孙兰义
物性方法
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 Aspen Plus数据库 Aspen Plus中的主要物性模型 物性方法的选择 定义物性集 物性分析 物性估算 物性数据回归 电解质组分
3.1 Aspen Plus数据库
• 是Aspen Plus的一部分，适用于每一个程序的运行， 包括PURECOMP、SOLIDS、AQUEOUS、 系统数据库 INORGANIC、BINARY等数据库
3.3 物性方法的选择
经验选取 由物系特点及其操作条件进行选择
电解质 极性 物系 电解质？ 非电解质 物 系 真实 非极性 物系 PENG-ROB RK-SOAVE PR-BM RKS-BM >1atm CHAOSEA BK10 GARYSON 虚拟& 真实 P 真空 参考（b） ELECNRTL
以例2.1为例： 点击菜单栏Tools下的Property Method Selection Assistant，启动帮助系统
3.3 物性方法的选择
系统提供了两种方法，可以通过组分类型或是化工过程的类型进行 选择。以指定组分类型为例，选择第一项，Specify component type
3.3 物性方法的选择
否
UNIFAC UNIF-LBY UNIF-DMD
Pபைடு நூலகம்WS RKSWS SR-POLAR
PSRK RKSNHV2
图（b）
3.3 物性方法的选择
经验选取
二聚物 是 聚合度 HF六聚物 活度系数模型 有气相 缔合？ WILSON WILS-RK WILS-LR WILS-GLR NRTL NRTL-RK NRTL-2 UNIQUAC UNIQ-RK UNIQ-2 UNIFAC UNIF-LL UNIF-LBY UNIF-DMB WILS-NTH WILS-HOC NRTL-NTH NRTL-HOC UNIQ-NTJ UNIQ-HOC UNIF-HOC WILS-HF
真实？
BK10 IDEAL
图（a）
3.3 物性方法的选择
经验选取
是 是 有液液平 衡数据？ NRTL UNIQUAC
否 是
P<10bar
有交互作 用参数？ 否 有液液平 衡数据？
WILSON NRTL UNIQUAC UNIF-LL
极性非电解 质物系
压力 是 P>10bar 有交互作 用参数？ 否
ASME steam table correlations NBS/NRC steam table equation of state
石油
水或蒸汽 水或蒸汽
3.3 物性方法的选择
过程模拟必须选择合适的热力学模型
在使用模拟软件进行流程模拟时，用户定义了一个流程以 后，模拟软件一般会自行处理流程结构分析和模拟算法方 面的问题，而热力学模型的选择则需要用户作决定。流程 模拟中几乎所有的单元操作模型都需要热力学性质的计算 ，迄今为止，还没有任何一个热力学模型能适用于所有的 物系和所有的过程。流程模拟中要用到多个热力学模型， 热力学模型的恰当选择和正确使用决定着计算结果的准确 性、可靠性和模拟成功与否。 选取方法 由物系特点及操作温度、压力经验选取 由帮助系统进行选择
3.2 Aspen Plus中的主要物性模型
活度系数模型
方法 液相活度系数 基于Pitzer的物性方法 PITZER Pitzer PITZ-HG Pitzer B-PITZER Bromley-Pitzer 基于NRTL的物性方法 ELECNRTL Electrolyte NRTL ENRTL-HF Electrolyte NRTL ENRTL-HG Electrolyte NRTL NRTL NRTL NRTL-HOC NRTL NRTL-NTH NRTL NRTL-RK NRTL NRTL-2 NRTL (using dataset 2) 基于UNIFAC的物性方法 UNIFAC UNIFAC UNIF-DMD Dortmund-modified UNIFAC UNIF-HOC UNIFAC UNIF-LBY Lyngby-modified UNIFAC UNIF-LL UNIFAC for liquid-liquid systems 汽相逸度系数 Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong-Soave Redlich-Kwong HF Hexamerization model Redlich-Kwong Ideal gas Hayden-O'Connell Nothnagel Redlich-Kwong Ideal gas Redlich-Kwong Redlich-Kwong-Soave Hayden-O'Connell Ideal gas Redlich-Kwong