气液平衡的计算Word版
(完整word版)化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图资料
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度 C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3K C6H14248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 PB* = 1.3kPa查得PA*= 6.843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3PA*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300PB*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = PA*x/P = 13.3×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
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化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编。
化工原理第二版（下册）.天津大学出版)社,2011。
8。
）第1章蒸馏1。
已知含苯0。
5(摩尔分率)的苯—甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1—1附表。
t（℃）80。
1 85 90 95 100 105x 0。
962 0。
748 0.552 0.386 0。
236 0。
11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1—1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A＊，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-P B＊）/（P A*-P B*）可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以t = 80。
1℃为例x =（99-40）/（101.33-40）= 0。
962同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度C5H12223。
1 233.0 244。
0 251.0 260.6 275.1 291。
7 309.3 K C6H14 248。
2 259.1 276。
9 279.0 289。
0 304。
8 322.8 341。
9饱和蒸汽压(kPa）1。
3 2.6 5.3 8.0 13。
3 26.6 53.2 101。
3解: 根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248。
2℃时P B＊= 1。
3kPa查得P A*= 6。
843kPa得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃）248 251 259。
1 260.6 275。
1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3P A*（kPa) 6.843 8.00012。
分离过程(word文档良心出品)
分离过程绪论：1：分离过程：1：机械分离：用于两相混合物；如过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静电除尘 2：传质分离：用于均相混合物；1：平衡分离过程：借助分离媒介（能量（ESA ）媒介和物质（MSA ）媒介）使变成两相系统。
例子：闪蒸、部分冷凝、精馏、萃取精馏、吸收蒸出、解吸、共沸精馏、液液萃取、干燥、蒸发、结晶、升华、浸取、吸附、离子交换、泡沫分离、区域熔炼、膜萃取2：速率分离过程：借助某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差） 例子：微滤、超滤、反渗透、渗析、电渗析、气体分离、渗透蒸发、乳化液膜 （均为膜分离）2：设计变量：在计算前应该指定的物理量(1) 总变量数Nv ：一个C 组分数的物流:每1股物流独立变量数为：c+2 (c+3-1)系统总变量数 Nv ：Nv= nm （C+2）+nw+nqNv= 4（C+2）+1+2 = 4（C+2）+3(2) 约束（条件）数N Ｃ：1) 物料平衡约束：一个C 组分的物流有C 个物衡算式。
2) 能量平衡约束：对于和外界无机械能交换的分离过程有1个热衡算程。
3) 相间分配关系的约束：C 组分汽液平衡体系有C 个相间分配关系。
4) 固有约束：它们的温度、压力相等，这样就有两个固有约束。
(3) 设计变量数Ni ： 为固定设计变量 如：进料物流的变量（流量、组成、温度和压力）及系统的压力。
为可调设计变量 真正需要设计者确定的变量1：单元的设计变量：单元（或基元）——“e ”分离过程中的单元可分为两大类:1：单元中无浓度变化：每一物流都只有三个独立变量。
通常考虑取流率、温度和压力。
2：有浓度变化的单元：描述一个单相物料的独立变量数及一个两相（互成平衡）物料的独立变量数都是c+2。
3：几种重要综合单元：1)串级单元:一块理论板可看作为混合器+分相器2)侧线采出板：是理论板和分配器的组合。
3)加料板单元:是一个分相器和两个混合器组成的综合单元。
c V i N N N -=a x i N N N +=aNx N ec eV e i N N N -=exe a e i N N N +=1=e a N 1=e a N 0=ea N 1=ua N 1=ua N2:装置的设计变量：装置的设计变量——“u ”(1)装置的设计变量总数Niu精馏塔的精馏段和提馏段分别是一个串级单元，所以精馏塔Nr =2 。
(完整word版)相平衡计算
2 相平衡计算迄今已有很多专著介绍相平衡的计算方法，见文献[2-1~2~5]。
一些大型过程模拟软件，如Pro II 和Aspen 等，可以提供很完善的计算方法。
本章简单介绍相平衡计算的基本原理，至于具体的编程技巧等方面的细节可以参看上述专著。
本章花比较多的篇幅介绍相平衡计算的无模型法及其在气液平衡数据测定中的应用，以及气液平衡实验数据的热力学一致性检验[2-6,7]，这部分内容在其他专著中介绍得相对较少。
2.1 相平衡计算——有模型法为解决一个具体的相平衡问题，在有了切题的普遍热力学关系式，并确定了独立变量后，还应输入那些为表征系统所必需的性质。
本节讨论的相平衡计算，主要采用模型来输入那些性质。
相平衡问题往往表现为：已知一个相的组成x (α)，求另一相的组成x (β)；或已经总组成z ，求分相后各相组成x (α)和x (β)。
定义组分k 在α和β相中分配的相平衡常数)αβ(k K 为：)β()α()αβ(/k k k x x K =(2-1.1)相平衡问题的中心，就是要计算每一组分的相平衡常数。
对于计算相平衡的问题，最切题的普遍热力学关系式即相平衡判据。
按式(1-5.15)和(1-6.13)，)()(βαμμk k =，)()(βαk k f f =，K k ,,2,1Λ=(2-1.2)在第一章中，已介绍了两种计算逸度的方法，即状态方程法和活度因子法，具体应用于式(2-1.2)时有三种选择：(1) α和β相采用统一的状态方程。
以式(1-6.21)代入式(2-1.2)，)()()()(ββααϕϕk k k k px px =(2-1.3) )α()β()αβ(/k k k K ϕϕ=(2-1.4)这种选择可用于气液和液液平衡的计算，特别是高压气液平衡的计算。
(2) α相（例如气相）采用状态方程，β相(例如液、固相)采用活度因子关联式。
以式(1-6.21)和(1-7.18)代入式(2-1.2)，对于不同类型的活度或活度因子，可分别写出：)(,)()*()()(βββααγϕI k k k k k x f px =(2-1.5) )(,)()(βββγII k k Hk x K =(2-1.6) )(,o )()()()/(βββγIII k k m Hk m m K = (2-1.7) )(,o )()()()/(βββγIV k k c Hk c c K = (2-1.8) )/()()(,)*()(αββαβϕγk k k k p f K I = (2-1.9) )/()()(,)()(αββαβϕγk k Hk k p K K II =(2-1.10)如应用第III 或第IV 种活度，)(αβk K 需重新定义或进行浓度单位换算。
(完整word版)湿度露点饱和水蒸气压计算公式
饱和水蒸气压公式饱和是一种动态平衡态，在该状态下，气相中的水汽浓度或密度保持恒定。
在整个湿度的换算过程中，对于饱和水蒸气压公式的选取显得尤为重要，因此下面介绍几种常用的。
（1）、克拉柏龙-克劳修斯方程该方程是以理论概念为基础的，表示物质相平衡的关系式，它把饱和蒸汽压随温度的变化、容积的变化和过程的热效应三者联系起来。
方程如下：T-为循环的温度;dT-为循环的温差;L-为热量，这里为汽化潜热（相变热）;ν-为饱和蒸汽的比容;ν^-为液体的比容;e-为饱和蒸汽压。
这就是著名的克拉柏龙-克劳修斯方程。
该方程不但适用于水的汽化，也适用于冰的升华。
当用于升华时，L为升华潜热。
（2）、卡末林-昂尼斯方程实际的蒸汽和理想气体不同，原因在于气体分子本身具有体积，分子间存在吸引力。
卡末林 - 昂尼斯气体状态方程考虑了这种力的影响。
卡末林-昂尼斯于1901年提出了状态方程的维里表达式（e表示水汽压）。
这些维里系数都可以通过实验测定，其中的第二和第三维里系数都已经有了普遍的计算公式。
例如接近大气压力，温度在150K到400K时，第二维里系数计算公式：一般在我们所讨论的温度范围内，第四维里系数可以不予考虑。
（3）、Goff-Grattch 饱和水汽压公式从1947年起，世界气象组织就推荐使用 Goff-Grattch 的水汽压方程。
该方程是以后多年世界公认的最准确的公式。
它包括两个公式，一个用于液 - 汽平衡，另一个用于固 - 汽平衡。
对于水平面上的饱和水汽压式中，T0为水三项点温度 273.16 K对于冰面上的饱和水汽压以上两式为 1966 年世界气象组织发布的国际气象用表所采用。
（4）、Wexler-Greenspan 水汽压公式1971年，美国国家标准局的 Wexler 和 Greenspan 根据 25 ～ 100 ℃范围水面上饱和水汽压的精确测量数据，以克拉柏龙一克劳修斯方程为基础，结合卡末林 - 昂尼斯方程，经过简单的数学运算并参照试验数据作了部分修正，导出了 0 ～ 100 ℃范围内水面上的饱和水汽压的计算公式，该式的计算值与实验值基本符合。
(完整word版)热力学练习题2
热力学练习题2一 选择题1. 蒸汽压缩制冷循环过程中，制冷剂蒸发吸收的热量一定 C 制冷剂冷却和冷凝放出的热量A 大于B 等于C 小于2.卡诺制冷循环的制冷系数与 B 有关。
A 制冷剂的性质B 制冷剂的工作温度C 制冷剂的循环速率D 压缩机的功率3．汽液平衡关系li v i f f ˆˆ=的适用的条件 （A ）A 无限制条件B 低压条件下的非理想液相C 理想气体和理想溶液D 理想溶液和非理想气体4．汽液平衡关系i l i i v i x y ϕϕˆˆ=的适用的条件 （A ） A 无限制条件 B 低压条件下的非理想液相 C 理想气体和理想溶液 D 理想溶液和非理想气体5．汽液平衡关系i i si i x P Py γ=的适用的条件 （B ）A 无限制条件B 低压条件下的非理想液相C 理想气体和理想溶液D 理想溶液和非理想气体6．汽液平衡关系si i i Py P x =的适用的条件 （C ）A 无限制条件B 低压条件下的非理想液相C 理想气体和理想溶液D 理想溶液和非理想气体。
7. 关于化工热力学应用的下列说法中不正确的是 BA. 可以判断新工艺、新方法的可行性B. 预测反应的速率C. 通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据D. 相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础8. 超临界流体存在的条件是 AA. 高于T c 和高于p cB. 高于T c 和低于p cC. 低于T c 和高于p cD. 低于T c 和低于p c9. 对应态原理认为，在相同的对比态下，所有物质表现出相同的性质。
即 DA. 若V r ，p r 相同，则ω相同B. 若T r ，Z r 相同，则V r 相同C. 若p r ，ω相同，则V r 相同D. 若T r ，p r 相同，则V r 相同 10. 汽液平衡计算方程式S i i i i py x p γ=适用于 BA. 汽液相均为理想体系B. 汽相为理想体系且液相为非理想体系C. 汽液两相均为非理想体系D. 汽相非理想体系且液相为理想体系11. 以下4个偏导数中，表示偏摩尔性质的是 CA. ()j i i nS ,nV ,n nU n ≠⎡⎤∂⎢⎥∂⎣⎦B. ()j i i nS ,p,n nH n ≠⎡⎤∂⎢⎥∂⎣⎦ C. ()j i T ,p,n nG n ⎡⎤∂⎢⎥∂⎣⎦ D. ()j ii nV ,T ,n nA n ≠⎡⎤∂⎢⎥∂⎣⎦ 12. 绝热可逆膨胀过程线在T-S 图上是 BA. 平行于横坐标的直线B. 平行于纵坐标的直线C. 沿等焓线变化的D. 沿等干度线变化的13. 关于理想溶液的各种表达中错误的是 DA. 分子结构相似，大小一样；分子间的作用力相同；混合时没有热量和体积变化B. 在全浓度范围内，每个组分均遵守Lewis-Randall 定则C. ii id i x f f 0ˆ= D. V G H ∆∆∆,,均为零14. 对理想溶液具有负偏差的体系中，各组分活度系数i γ DA. >1B. = 0C. = 1D. < 115. 气体经过稳流绝热过程，对外作功，如忽略动能和位能变化，无摩擦损失，则此过程气体焓值 BA. 增加B. 减少C. 不变D. 不能确定16. 不可逆过程中孤立体系的DA. 总熵是增加的，也是增加的B. 总熵是减少的，也是减少的C. 总熵是减少的，但是增加的D. 总熵是增加的，但是减少的17. 关于做功和加热本领的描述，不正确的是 CA. 压力相同，过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大B. 温度相同，高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强C. 温度相同，高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强D. 放出的热相同，高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大18. 对同一朗肯循环装置，在绝热条件下如果提高汽轮机入口蒸汽压力，而温度等其余条件不变，则其热效率 AA. 有所提高，乏气干度下降B. 不变，乏气干度增加C. 有所提高，乏气干度增加D. 热效率和干度都不变 19. 关于制冷原理，以下说法不正确的是 DA. 任何气体，经等熵膨胀后，温度都会下降B. 只有当0J μ>，经节流膨胀后，气体温度才会降低C. 在相同初态下，等熵膨胀温度下降比节流膨胀温度下降的多D. 任何气体，经节流膨胀后，温度都会下降20. 吸收式制冷循环中解吸器，换热器，吸收器和泵这一系统的作用相当于蒸汽压缩制冷循环的 CA. 节流阀B. 膨胀机C. 压缩机D. 蒸发器 21. 关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是 BA. 研究体系为实际状态B. 解释微观本质及其产生某种现象的内部原因C. 处理方法为以理想态为标准态加上校正D. 应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题22. Pitzer 提出的由偏心因子ω计算第二维里系数的普遍化关系式是 CA. 01B B B ω=⋅B. 01B B B ω=+C.01c c Bp B B RT ω=+ D. 01ccBp B B RT ω=⋅ 23. 下列关于G E 关系式正确的是 CA. ()E i i G RT x ln x =∑B. ()E i i ˆG RT x lna =∑C. ()E i i G RT x ln γ=∑D. ()E i i G R x ln x =∑24. 下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的是 DA. i i G μ=B. i i i dG V dp S dT =-C. ()j i i i T ,p,n nG G n ≠⎡⎤∂=⎢⎥∂⎣⎦ D. ()j ii i T ,nV ,n nG G n ≠⎡⎤∂=⎢⎥∂⎣⎦ 25. 体系从同一初态到同一终态，经历二个不同过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，此二过程环境熵变关系为 AA. （ΔS 环）可逆< （ΔS 环）不可逆B. （ΔS 环）可逆 >（ΔS 环）不可逆C. （ΔS 环）可逆 = （ΔS 环）不可逆D. （ΔS 环）可逆= 026. 混合气体的第二维里系数是 CA. T 和p 的函数B. 仅为T 的函数C. T 和组成的函数D. p 和组成的函数27.衡算的依据是 D A. 热力学第一定律 B. 热力学第二定律 C. 热力学第三定律 D. 热力学第一、二定律28. 混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是 CA.i i ˆf x f =∑B. iˆf f =∑ C. i i iˆfln f x ln x =∑ D. 0i ln f x lnf =∑29. 在T-S 图上，绝热可逆过程工质的状态总是沿着下列哪条线进行的 BA. 等焓线B. 等熵线C. 等干度线D. 等压线30. 理想功实现的条件为 BA. 完全不可逆B. 完全可逆C. 部分可逆D. 部分不可逆31. 气体真空节流膨胀产生冷效应时的微分节流系数是 BA. 0J μ=B. 0J μ>C. 0J μ<D. 不确定32. 可逆绝热膨胀过程的特征是 BA. 等焓B. 等熵C. 等温D. 等压33. 熵产是由于下列哪种原因而引起的 CA. 体系与环境之间的热量交换B. 体系与外界功的交换C. 体系内部的不可逆性D. 体系与外界的物质交换二、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
天然气液化工艺的相平衡计算 (2)
[ 12]
由于 RK 方程和 SRK 方程预测液体密度时精
2007 年 , 第 3 期
-m v-
研究与探讨
度较低 , P eng和 Rob inson 提出了改进形式的状态 方程。 由于 SRK 和 PR 方程有很好的温度函数 , 在 预测蒸汽压时有明显优点 , 而在预测稠密区的摩 尔体积方面 , PR 方程比 SRK 方程更优越。 PR方程 形式
3
3
天然气相平衡计算的状态方程
[ 10- 11 ]
由于在天然气液化流程中 , 天然气和制冷剂 在许多设备中处于温度较低的状态, 有的是处于 两相区状态 , 有的处于液体状态 , 工质状态远离理 想区, 因此需要实际气体状态方程来计算混合物 的物性。 工程上使用状态方程主要有两类: 维里型状 态方程和立方型状态方程
作者简介 : 李佩铭 ( 1983- ) , 女 , 四川泸州人 , 硕士 , 主要从事研究方向为液化天然气、 长输管线的研究。
-m u-
研究与探讨
物性参数外, 还会涉及压缩因子 Z、 逸度系数 <i、 理 想焓 H id ea l、 理想熵 S ideal、 余焓 H res、 余熵 Sre s 等参数。 已知 P、 T、 F 和 Z m ol 4 个参数 , 求解 V、 L、 X m o l、 Ym ol, 是相平衡计算的主要任务。 在计算 V、 L、 X m o l、 Ym ol 和 H 、 S 时 , 压缩因子 Z、 逸度系数 <i、 理想焓 H ideal、 理想熵 S id ea 、 、 余熵 S res 可以用状态 l 余焓 H res 方程或者该状态方程推导 得到的相应表 达式求 取, H 、 S 的计算则以相平衡的计算为基础。 到广泛应用。 本文在计算天然气和混合制冷剂相 平衡的过程中采用立方型状态方程。 立方型方程的形式并不是其计算精度的主要 原因, 方程中参数的选取才是提高方程的精度和 广泛适用性的关键。 因此选用常用的 SRK 方程和 PR 方程来分别计算天然气和混合制冷剂的相平 衡特性并进行比较分析。 3 . 1 SRK 方程
(完整word版)第六章相平衡
163第六章 相 平 衡一、本章小结1。
吉布斯相律F = C - P + 2F :系统的自由度数(独立变量数），是保持相平衡系统中相的数目不变的条件下,系统中可独立改变的变量（如温度、压力、组成等）的数目；P ：相数，是相平衡系统中相的数目;2:表示相平衡系统只受温度、压力两个因素影响;C ：组分数（或独立组分数），是足以确定相平衡系统中所有各相组成所需最少数目的独立物质数，C = S- R – R ’S :物种数，是系统中所含有的化学物质的数目；R ：化学平衡数，是系统中各物种之间存在的独立的化学平衡的数目； R ’：独立限制条件数，是同一相中独立的浓度限制条件的数目. 相律说明:⑴ 相律只适用于处于热力学平衡的多相系统；⑵ 相律表达式中“2"代表温度、压力两个影响因素，对凝聚系统来说，压力对相平衡影响很小,此时相律可表示为F = C – P + 1，该自由度可称为条件自由度。
若除此之外还受其它因素（如磁场、电场、重力场等）影响,相律可表示为：F = C — P + n ，n 代表影响因素的个数. 2. 杠杆规则杠杆规则表示多组分系统两相平衡时，两相的数量之比与两相组成、系统组成间的关系。
杠杆规则示意如图6。
1。
对一定温度、压力下的A 、B 两组分系统中的α、β两相平衡，杠杆规则可表示为B B B B ()()()()w w m m w w β-α=β-α或 B B B B ()()()()w w m mw w β-α=β-α式中：w B 、w B （α)、w B （β)分别是以组分B 质量分数表示的系统组成及α、β两相的组成；m 、m （α）、m (β)分别是系统质量及α、β两相的质量。
若组分B 组成以摩尔分数x B 表示时，可运用杠杆规则计算两相的物质的量，计算式为：B B B B ()()()()x x n n x x β-α=β-α3。
相图 3。
1 相图的分类 3。
1。
1 单组分系统相图单组分系统p — T 相图（如图6。
化工原理复习小结
蒸 馏––––基本概念和基本原理利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。
这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。
对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。
蒸馏操作采用改变状态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）；吸收操作中则采用从外界引入另一相物质（吸收剂）的办法形成两相系统。
一、两组分溶液的气液平衡 1． 拉乌尔定律理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律： p A =p A 0x A p B =p B 0x B =p B 0（1-x A ） 根据道尔顿分压定律：p A =Py A 而P =p A +p B 则两组分理想物系的气液相平衡关系：00B A A BP p x p p -=-———泡点方程0A A A p x y P=———露点方程对于任一理想溶液，利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成；反之，已知一相组成，可求得与之平衡的另一相组成和温度（试差法）。
2． 用相对挥发度表示气液平衡关系溶液中各组分的挥发度v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即 B A B B=A A p px x υυ=溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。
其表达式有：A AB AB AB B B Ay x p p x x y x υαυ===对于理想溶液： 0A Bp p α=气液平衡方程：1(1)x y xαα=+- α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。
α愈大，挥发度差异愈大，分离愈易；α=1时不能用普通精馏方法分离。
3． 气液平衡相图（1）温度—组成（t -x -y ）图该图由饱和蒸汽线（露点线）、饱和液体线（泡点线）组成，饱和液体线以下区域为液相区，饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区，两曲线之间区域为气液共存区。
气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成大于液相组成；若气液两相组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。
(完整word版)化工原理(下)期末考试试卷
化工原理（下）期末考试试卷一、 选择题： (每题2分,共20分）1.低浓度难溶气体吸收,其他操作条件不变,入塔气量增加,气相总传质单元高度H OG 、出塔气体浓度2y 、出塔液体浓度1x 将会有________变化。
A OG H ↑， 2y ↑, 1x ↑B OG H ↑, 2y ↑, 1x ↓C OG H ↑, 2y ↓, 1x ↓D OG H ↓， 2y ↑， 1x ↓2。
在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m2h ， 气相总传质系数Ky=1。
5kmol/ m2h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为________。
平衡关系y=0。
5X 。
A .0。
02 B 。
0.01 C 。
0.015 D 。
0。
005 3。
下述说法中正确的是_____.A 。
气膜控制时有:*p p i ≈,L GHk k 11<< B 气膜控制时有：*p p i ≈，L GHk k 11>>C 液膜控制时有:i c c ≈*，G Lk Hk <<1 D 液膜控制时有：i c c ≈，G Lk Hk >>14.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数________1。
A 等于B 大于C 小于D 都可以。
5.按饱和液体设计的精馏塔，操作时D/F 、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷液进料,则馏出液中易挥发组分浓度________，残液中易挥发组分浓度_______。
A提高，降低；B降低,提高；C提高，提高；D降低,降低6.某精馏塔的理论板数为17块(包括塔釜)，全塔效率为0.5，则实际塔板数为______块.A. 30B.31C. 32D. 347.在馏出率相同条件下,简单蒸馏所得馏出液浓度________平衡蒸馏.A高于；B低于；C等于；D或高于或低于8。
指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度"中，哪一个参量与空气的温度无关________A相对湿度B露点温度C干球温度D绝热饱和温度9。
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制。实验报告word精品
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制一•实验目的1 •测定常压下环己烷—乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点—组成相图。
2•掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3•掌握阿贝折射仪的使用方法。
二.实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同，可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时，如果该两组分的蒸气压不同，则 混合物的组成与平衡时气相的组成不同。
当压力保持一定，混合物沸点与两组分的相对含量有关。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气一液平衡相图( T — X ),根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：(1) 一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯一苯体系，如图2.7(a)所示。
(2 )最大负偏差：存在一个最小蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都小，混合物存在着最高沸点，如盐酸 —水体系，如图2.7(b)所示。
(3)最大正偏差：存在一个最大蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都大，混合物存在着最低沸点如图 2.7(c))所示。
后两种情况为具有恒沸点的双液系相图。
它们在最低或最高恒沸点时的气相和液相组成相同，因而不 能象第一类那样通过反复蒸馏的方法而使双液系的两个组分相互分离，而只能采取精馏等方法分离岀一种 纯物质和另一种恒沸混合物。
为了测定双液系的 T —X 相图，需在气一液平衡后，同时测定双液系的沸 点和液相、气相的平衡组成。
本实验以环己烷一乙醇为体系，该体系属于上述第三种类型，在沸点仪(如 图2.8 )中蒸馏不同组成的混合物，测定其沸点及相应的气、液二相的组成， 即可作出T —X 相图。
本实验中两相的成分分析均采用折光率法测定。
折光率是物质的一个特征数值，它与物质的浓度及温度有关，因此在测量 物质的折光率时要求温度恒定。
溶液的浓度不同、组成不同，折光率也不同。
因此可先配制一系列已知组成的溶液，在恒定温度下测其折光率，作岀折光 率一组成工作曲线，便可通过测折光率的大小在工作曲线上找岀未知溶液的 组成。
大学物化实验一报告双液系的气—双液系的气—液平衡相图
图1 完全互溶双液系的相图
沸点仪
温度计；2．加料口；3．加
方程：y=-0.0266x²+0.0893x+1.3599
数据分析：
实验所得图可以看出液相的混合物中随着环己烷含量的升高沸点先逐渐下降到一个恒沸点然后迅逐渐上升，而气相的混合物随着环己烷的升高是迅速到一点然后保持一个稳定的波动，而且液相和气相的交点是恒沸点,混合物组分的改变导致沸点的改变。
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
精品文档考试教学资料施工组织设计方案。
完全互溶双液系统气-液平衡相图的绘制(2) 误差分析
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学习常压下完全互溶双液系统气-液平衡相图的测绘方法，加深对相律、恒沸点的理解。
实验原理：相图是描述相平衡系统温度、压力、组成之间关系的图形，可以通过实验测定相平衡系统的组成来绘制。
两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
若两液体能以任意比例互溶，称其为完全互溶双液系统；若两液体只能部分互溶，称其为部分互溶双液系统。
当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时，液体就会沸腾，此时气-液两相呈平衡，所对应的温度就是沸点。
双液系统的沸点不仅取决于压力，还与液体的组成有关。
表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-XB 图或沸点-组成图。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气-液平衡相图（T-X），根据体系对乌拉尔定律的偏差情况，可分为三类：（1）一般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯-苯体系，如图1（а）所示。
（2）最大负偏差：混合物存在着最高沸点，如盐酸-水体系，如图1（b）所示。
（3）最大正偏差：混合物存在着最低沸点，如正丙醇-水体系，如图1（c）所示。
用word、excel软件处理――纯液体饱和蒸汽压的测定
姓名:张路路指导老师:孙培勤学号:20040340126班级:化工学院04级环科1班日期:2006年11月9日用word、excel 软件处理——纯液体饱和蒸汽压的测定在计算机使用甚是普遍的今天,用一些常用软件处理日常的学习和工作,不但轻松便捷,而且效果理想美观。
下面以用word、excel 软件处理一物化实验报告为例,告诉一些初步使用电脑的同学,以来在他们的学习上有所帮助。
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在做完物理化学实验以后都要写实验报告,包括试验原理与流程,处理数据等,这些用word、excel 软件都会帮你轻松解决。
这里一例介绍如下:在合适位置,以“纯液体饱和蒸汽压的测定”为名新建一个word 文档。
首先写试验目的、实验原理以及实验仪器与药品: 一、试验目的:1. 明确气、液两相平衡的概念,液体饱和蒸汽压的定义及与温度的关系。
2. 测定环乙烷在不同温度下的饱和蒸汽压,并在实验温度范围内求取平均摩尔气化热。
3. 熟悉和掌握真空泵、恒温槽和气压计的构造和使用。
二、实验原理:1. 饱和蒸汽压、正常沸点和平均汽化热液体在密闭的真空容器中蒸发,当液体上方的蒸汽的浓度不变时,即气、液两相平衡时的压力,称为饱和蒸汽压或液体的蒸汽压。
当液体的饱和蒸汽压于大气压相等时,液体就会沸腾,此时的温度就叫该液体的正常沸点。
而液体在其他各压力下的沸腾温度成为沸点。
当纯液体与蒸汽之间建立平衡X(l X(g (P ,T (1热力学上可以证明,平衡时P 与T 有如下关系:VS dT dp ΔΔ= (2式中,d P 和dT 表示由纯物质组成的两相始终态呈平衡的体系中,P 和T 的无限小变化;而△S 和△V 系指在恒定的P 和T 下由一相转变到另一相时S 和V 的变化。
因相变式(1是恒温恒压可逆过程,△G 为零,故△S 可用△H/T 代替:VT H dT dp ΔΔ=(3式(2、(3均称为克拉贝龙(Clapeyron 方程式。
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《化工热力学》过程论文
题目：气液平衡的计算方法系别：化学材料与工程系班级：13级化工卓越班
姓名：
学号：1303022014
教师：
日期：2016-1-12
气液平衡的计算方法
摘要本文综合分析了多组分相平衡理论特点，主要介绍了利用Peng Robinson ( PR) 立方型状态方程进行氧、氮、氩系统气液平衡计算的方法(泡点、露点和闪蒸计算)，对该计算方法的准确性进行分析和验证。
关键词立方型状态方程；气液平衡计算；泡点；露点；闪蒸
目录
1 前言 .................................................................................................................... - 3 -
2 状态方程的选择 ................................................................................................ - 4 -
3 混合规则 ............................................................................................................ - 5 -
4 气液平衡的计算 ................................................................................................ - 6 -
4.1 泡点计算[3] ............................................................................................. - 6 -
4.2 露点计算[3] ............................................................................................. - 7 -
4.3 等温闪蒸的计算 ..................................................................................... - 8 -
5 结论 .................................................................................................................... - 8 -
6 参考文献 ............................................................................................................ - 9 -
1前言
精馏计算是空分流程计算的关键环节，而气液平衡计算又是精馏计算中最基础的，其精确与否直接影响到流程计算的准确性。
精馏计算一般分为两类[ 1]：设计型算法和校核型算法。
前者是指逐板计算法，根据工艺要求计算理论塔板数，试算出进出料口位置；后者包括三角矩阵法、超松弛迭代法等，由已知的塔板数和进出料口位置，计算每块塔板上气液相组成、温度、压力及流率，反映精馏塔内各点参数以及变工况时参数变化。
随着计算机技术的飞速发展，已开发出数十种化工流程模拟软件，国际上比较著名的有Aspen Plus、HYSYS 流程模拟软件。
以Peng Robinson (PR)或Soave Redlich Kwong ( SRK) 状态方程为基础求解物质的焓、熵、逸度系数、Gibbs自由能和体积等热力学数值和物质的迁移性质，但目前具体介绍计算过程的文献比较少，笔者将对此做详细的叙述。
2状态方程的选择
状态方程的选择是系统物性预测计算准确的关键，目前常用的状态方程有立方
型、多参数型和理论型，SRK方程和PR方程都属于立方型状态方程，用于烃类混合物气液平衡计算都具有较高的精度，但各有特点。
在计算含氮体系泡点时, 利用SRK方程要比PR方程的精度高，而当计算含氮体系平衡气相组成时，利用PR方程比SRK方程的精度高
[ 2]。
PR方程的形式为：
式中：p为压力，Pa；V为摩尔体积，m3 /mol；T为温度，K；R为通用气体常数，J/ (mol/K) ；Tr为对比温度；Pr为对比压力；w为偏正因子；a为相对挥发度;
a、b、A、B、m 为方程参数; z 为压缩Vc 为临界体积，m3；状态方程的常数是带单位的，计算时要注意单位的统一。
计算方程常数时所用的Pc 、Vc 、Tc的单位应与状态变量p 、V、T 保持一致，而且所用的单位还决定了通用气体常数的取值。
3混合规则
人们总是首先对纯物质研究来获得状态方程，这些含有特征参数的能用于纯物质P、V、T或其他热力学计算。
研究混合物的性质时，通常将混合物看成一个虚拟的纯物质，并具有虚拟的特征参数，用这些虚拟的特征参数代入纯物质状态方程中，就可以得到混合物的性质。
4气液平衡的计算
4.1泡点计算[3]
在一定压力(或温度)下，已知液相的组成,，确定泡点温度(或压力)和与液相成平衡的组成。
等压泡点计算程序模块框图如图1所示
4.2露点计算[3]
在一定压力(或温度)下，已知液相的组成，确定露点温度(或压力)和与液相成平衡的组成，露点计算程序模块框图如图2所
4.3等温闪蒸的计算
给定料液的量和组成，计算在指定压力和温度条件下闪蒸得到的气相量和组成以及余下的液相量和组成。
5结论
利用Peng Robinson (PR)立方型状态方程对氧、氮、氩三元系统进行气液平衡计算(泡点、露点及闪蒸计算)，可以看出预测的数据与实际运行工况基本吻合。
6参考文献
[1]张延平.空分精馏过程的计算机模拟[ D].北京:北京科技大学.1999.
[2]朱洪波，公茂琼，张宇等.两种立方型状态方程相平衡推算中相互作用系数的研究进展[ J] .低温工程，2005 ( 5) : 7 12.
[3]陈钟秀，顾飞燕，胡望明等.化工热力学.化学工业出版社.。