3-2 泡露点计算及图形绘制
四 多组分物系的泡点和露点计算
二阶导数 T k1 T k
2
2 f (T k ) f (T k )
f (T k ) f (T k )
T k1 T k 0.0001
收敛快!
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❖ 对与汽相满足理想气体,液相满足理想溶液的体系,
❖ 其平衡常数可以表示为:
迭代3次! 已达到牛顿法 t5的精度,故t3为所求。
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(2) Ki与组成有关
对于非理想性较强的物系:
Ki = f (T, P, xi , yi )
Ki
i Pisis
ˆ Vi P
expiL
(P R
T
Pi
s
)
例1
计算机计算——按牛顿迭代求解
❖ 牛顿迭代计算结果为:
迭代5次! 达到迭代精度要求,故泡点温度为99.812℃。
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例1
计算机计算——按牛顿迭代求解
❖ 若用Richmond算法,还需求二阶导数
f ''(t)
Ki
xi
{
2.303Bi
当P不太高时,P的影响不太大,收敛较快。
i ——T, P,xi 一般受压力的影响较小
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泡点温度计算框图
因为
v i
f (T , P, yi ) ,
其中
开始
Ki
i
Pi
泡点和露点计算
正丁烷 (1)
2.1
0.315
正戊烷 (2) 0.71
0.284
正己烷 (3) 0.25
0.1125
∑ 0.7115
传质分离过程
设温度为60℃,查P-T-K 图得K,将K值列于下表
组分 正丁烷 正戊烷 正己烷
∑
Ki
2.8
0.93
0.36
Kixi
0.42
0.372 0.162 0.954
yi
0.42
Ki f T, P, xi , yi
计算步骤:
L i
Pi S
iS
ˆ Vi P
exp ViL
P PiS RT
已知p,假设T 求出(或查出)各组分的相应参数
由已知的 x按i 理想状态求出Ki,初步算出 yi
求出 Ki,由已知的xi yi Ki xi
Ki xi 1 (通常取为0.005) 泡点T
如果 Ki xi 1 ; 升高T,重新计算。 Ki xi 1 ; 降低T,重新计算。
传质分离过程
开始 Y
输入P、y及有关参数
设T并令 1 作第一次迭代
计算PiS ,ViL ,iS ,ˆiV
调整T
计算 K i和xi 计算 xi
是否第一次迭代
圆整 xi
计算 i
Y
N
xi有无变化
N
xi 1 N
第二章 传质分离过程的热力学基础
2.2 多组分物系的泡点和露点的计算
1、定义:泡点Tb、泡点压力P、露点Td、露点压力P 2、泡、露点计算方法:根据相律 f=c-π+2=c。
类型 泡点温度
泡点压力 露点温度 露点压力
规定变量
P, x1 , x2 L L xc
压力露点与常压露点换算图表
压力露点与常压露点换算图表压力MPa 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 2.0 校正系数0.38 0.53 0.65 0.85 0.95 1.0 1.13 1.25 1.36 1.46 1.56 1.7常压 1.5MPag 2.0MPag 2.5MPag 4.0MPag 大气压水露点℃-24.46 9.732 13.53 16.47 22.69 -24.46 -47.33 -20.48 -17.7 -15.55 -11.18 -47.33 -66.79 -45.44 -43.38 -41.84 -38.91 -66.79关于露点的知识什么叫露点?它有什么有关?未饱和空气在保持水蒸气分压力不变(即保持绝对含水量不变)情况下降低温度,使之达到饱和状态时的温度叫“露点”。
温度降至露点时,湿空气中便有凝结水滴析出。
湿空气的露点不仅与温度有关,而且与湿空气中水分含量的多少有关,含水量大的露点高,含水量少的露点低。
什么是“压力露点”?湿空气被压缩后,水蒸气密度增加,温度也不过升,压缩空气冷却时,相对湿度便增加,当温度继续下降到相对湿度达100%时,便有水滴从压缩空气中析出,这时的湿度就是压缩空气的“压力露点”。
“压力露点”与“常压露点”有什么关系?“压力露点”与常压露点之间的对应关系与“压缩比”有关,一般用图表来表示。
在“压力露点”相同的情况下,“压缩”比越大,所对应的常压露点越低。
例如:0.7MPa的压缩空气压力露点为2时,相当于常压露点为-23℃。
当压力提高到 1.0MPa时,同样的压力露点为2℃时,对应的常压露点降至-28℃。
压缩空气露点用什么仪器来测量?压力露点单位虽然是℃,但它的内涵是压缩空气的含水量。
因此测量露点实际上就是测空气的含水量。
测量压缩空气露点的仪器很多,有用氮气、乙醚等作冷源的“镜面露点仪”,有用五氧化二磷、氯化锂等作电解质的“电解湿度计”等等。
3 闪蒸计算
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 1)添加组分 • 2)选择热力学模型(Peng-Rob)
第7页
例题 3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 3)绘制模拟流程图(Separators/Flash2)
第8页
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 4)定义进料流股
第9页
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
点击Temperature单元格,数据被选中,
第19页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
在Plot的下拉菜单中单击X-axis Variable,则Temper ature 数据被赋给X作为自变量。
第20页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
同理,点击vapor fraoction单元格,数据被选中 在Plot的下拉菜单中单击Y-axis Variable,则vapor fraoction数据被赋给Y作为因变量。
第13页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项 在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
第14页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项 在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
第15页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项 在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
第16页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
法2 可通过热力学曲线选项 在databrowser/blocks/闪蒸罐单元/Hcurves
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例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
第18页
例题3-2 绘制闪蒸的热力学曲线
泡点、露点与闪蒸计算
三 V L E) 闪蒸 计 算 是 化 工 热 力 学 气 液 平 衡 ( [ 1, 2] 大重要计算之 一 , 并 与 泡 点 、 露点计算有密切 联系 。 但在热力学课程教学中 , 因学时限制 , 往往 不能阐述得清晰明了 。 在国家大力提倡高等教育
[ 3] 培养创新能力的当今 , 对于学有余力的学生 , 适
[ , 作者简介 ]于志家 ( 男, 副教授 , 博士 , 教研室主任 。 1 9 5 6 -) * 大连理工大学教改基金资助课题 。
泡点露点与闪蒸计算
8 5
的极端操作与泡点 、 露点联系起来 , 可望明显改善 教学效果 。 一、 闪蒸方程 闪蒸过程是将一股具有较高温度与压力的多 组分液体混合物 , 通过减压阀引入一较低压力的 闪蒸室中 , 产生两股产品物流 , 一是富含轻组分的 气相物流 , 另一是富含重组分的液相物流 , 从而实 现一定程 度 的 分 离 。 如 进 料 物 流 的 流 量 以 F 表 示, z V 与 L 分别 j为组分j 在进料物 流 中 的 组 成 , 为气 相 与 液 相 产 品 物 流 的 流 量 , y j与 x j分 别 为 气 相与液相产品物流的组成 , 则可得到闪蒸方程 : =0 α( ) k -1 +1
/ z k k 1 2 j j j x 2 j = k 1 ( k 1-α) 1-α) 1-β) j +( α 1 j+ β( k 2 j ( ) 2 2 ) 、 ( ) 、 ( ) ) 与( 式, 得: 1 2 1 3 1 5 2 1 联立 ( z 1-k 1 j( j) =0 k 1 j ( ) ( ) ( ) k α 1 j+ β 1-α + 1-α 1-β k 2 j ( ) 2 3 ) 、 ( ) 、 ( ) ) 与( 式, 得: 1 2 1 3 1 5 2 2 联立 (
2.2 多组分物系的泡点和露点计算2007.9.10
解:
常压
气相—— 气相 为理想气体 液相—— 液相 为理想溶液
•参考解法: 参考解法: 参考解法
Pi Ki = P
s
(1)试差法(手算) 试差法(手算) (2)相对挥发度法 (3)计算机求解
结构相似
例2-4
(1)试差法-计算(见下表) 试差法-计算(见下表)
塔釜温度应为100℃。 ℃ 塔釜温度应为
ˆ υiL ( P − Pi s ) Φ iL γ i Pi Φ Ki = exp = ˆV V ˆ RT Φi P Φi
s s i
1、泡点温度计算 、
严格计算法 ——计算过程 计算过程
xi , P → yi , T
Ki
s i
Pi Φ υ
s
s i
——T, P
(一般受 的影响较小 一般受P的影响较小 一般受 的影响较小)
Ki = f (P, T, xi, yi)
2.2.1 泡点温度和泡点压力计算
总变量:C-xi,C-yi,C-Ki,T,P。共3C+2 总变量: 个 已知C个变量:( 已知C个变量:(C-1)个组分和T或P :(C 个组分和T 未知变量为2C+2个 未知变量为2C+2个 由上述2C+2个方程求解 唯一解) 由上述2C+2个方程求解(唯一解) 个方程求解( 需试差计算
2.2 多组分物系的泡点和露点计算
泡点计算: 泡点计算: 泡点温度计算:已知x 泡点温度计算:已知xi,p,求解T,yi 温度计算 求解T 泡点压力计算:已知x 泡点压力计算:已知xi,T,求解P,yi 压力计算 求解P 露点计算: 露点计算: 露点温度计算:已知y 露点温度计算:已知yi,P, 求解T,xi 温度计算 求解T 露点压力计算:已知y 露点压力计算:已知yi,T, 求解P,xi 压力计算 求解P
泡点和露点计算-PPT
1. Ki与组成无关:if Ki f(T,P)
泡点方程:
C
fT Kixi 10
i1
计算过程:
已知p 设T
计算或查图 得Ki
计算
C
f (T ) Ki xi 1 i 1
调整T
f (T )
是
结束 输出T,y
否
12
例题2-3
• 例2-3 • 三种组分含量
相差不大,取 分子量居中的 正戊烷在该压 力下的沸点为 初值 • 从p-T-K图上 查得T0=62’C
当汽相为理想气体,液相为非理想溶液时:
c
pb i pis xi i1
当Ki=f(T,p,x,y)时,用活度系数法(压力不太高)或 状态方程法(压力较高)计算泡点压力。
28
开始
输入T,x及有关参数 估计p,并令iV=1,作第一次迭代
计算pis、ViL、is、i
调整p
N
计算Ki和yi
计算 yi
是否第一次迭代
RCoalucnudlateyiˆ Vi
Whether first Y iteration or not
N
yi Change Y
or not N
n yi
Output p, y
活 度 系 数 法 计 算 泡 点 压 力 的 框 图
End
29
输入T, x及有关参数, p和y估计值
求iV和iL
计算Ki
N
Ln yi
Y
输出T,y
圆整yi,计算iV
Y
Y
结束
Adjust T
Start Input p, x
Set T and ˆ Vi 1 as first iteration
第二章-3 泡露点计算
=0
∑z k
i
i
=1
露点时: ϕ=1
z i (1 − k ) z i (1 − k i ) zi zi ∑ 1 + ϕ (k − 1) = ∑ k = ∑ ( k − z i ) = ∑ k − 1 = 0 i i i i
∑
zi = 1 ki
∑z k
i
i
=1
泡点方程 泡点判别式
c
∑z k
(2) 计算类别 • 已知Pv 求 Tv ---求泡、露点温度 • 已知Tv 求Pv ---求泡、露点压力 一类:已知液相组成 xi(或气相组成yi )和系 统的平衡压力P,求泡点温度T(或露点温度) 和平衡的气相组成yi(液相组成xi )。 另一类:已知液相组成 xi(或气相组成yi )和 系统的平衡温度T,求泡点压力P(或露点压力) 和平衡的气相组成yi(液相组成xi )
复习
• 等温闪蒸 • 绝热闪蒸 • 非绝热闪蒸
• 等温闪蒸:闪蒸后平衡气液两相温度等于 原料液温度。当然,平衡压力则小于原料 液压力。要从外界吸收热量 • 绝热闪蒸:闪蒸过程是绝热过程。平衡温 度和压力都低于原料液。 • 非绝热闪蒸:介于等温闪蒸和绝热闪蒸之 间。闪蒸过程吸收部分热量,而且平衡温 度和压力都低于原料液。
i =1
i i
<1
物系处于泡点之 下过冷液体
zi ∑ k =1 i
露点方程 露点判别式
c
∑z
i =1
i
/ ki < 1
物系处于露点 之上过热蒸汽
判别是否存在两相区框图
小结
c
• 泡点方程 • 露点方程
c
∑z k
i =1 i
i
多组分物系的泡点和露点计算.ppt
若用Richmond算法,还需求二阶导数
2.303Bi [2.303Bi 2(t Ci )] f ''(t ) Ki xi { } 4 (t Ci )
t
( k 1)
t
(k )
2 2 f '(t ) f ''(t ) (k ) f (t ) f '(t ( k ) )
(k ) (k )
故泡点温度: T=58.7℃
K x
i i
1.0005 1
例2-4
[例 2-4] 某厂氯化法合成甘油车间,氯丙烯精馏二塔的釜液 组成为:3-氯丙烯0.0145,1,2-二氯丙烷0.3090,1,3-二氯丙 烯0.6765(摩尔分率)。塔釜压力为常压,试求塔釜温度。 各组分的饱和蒸汽压数据为:(Ps:kPa;T:℃): 3-氯丙烯 1,2-二氯丙烷 1,3-二氯丙烯
(2)严格计算法(计算机计算) 对于非理想性较强的物系: Ki = f (T, P, xi , yi )
L s L ˆ i Pi i ( P Pi ) i Ki exp V V ˆiP ˆi RT s s i
1、泡点温度计算
严格计算法 ——计算过程
lg P1s 6.05543 1115 .5 t 231
lg P2s 6.09036
lg P3s 6.98530
1296 .4 t 221
1879 .8 t 273 .2
例2-4
已知:3-氯丙烯x1=0.0145, 1,2-二氯丙烷x2=0.3090, 1,3二氯丙烯x3=0.6765,P—常压。求:Tb, yi(i=1,2,3)
石油行业泡露点定义
石油行业泡露点定义在石油行业中,泡点(Bubble Point)和露点( Dew Point)是两个重要的概念,它们与石油的物理性质、开采、加工、储运以及石油的化学组成等有着密切的关系。
正确理解泡点和露点的定义、差异、计算、测量以及它们与石油行业的关系,对于石油工作者来说是至关重要的。
1. 泡点泡点是指在一个封闭系统中,当烃类气体开始从液体中逸出形成气泡时的温度。
这个温度通常随着压力的增加而增加。
在石油工业中,泡点通常用来衡量石油的饱和蒸汽压,它与石油的化学组成和温度有关。
2. 露点露点是指在一个封闭系统中,当烃类液体开始从气体中冷凝形成液滴时的温度。
这个温度通常随着压力的增加而降低。
在石油工业中,露点通常用来衡量石油的蒸气压,它与石油的化学组成和温度有关。
3. 泡露点差异泡点和露点是两个不同的概念,它们分别描述了一个封闭系统中气体和液体相互转变的两个不同过程。
泡点是在气体开始逸出液体时测得的温度,而露点则是在液体开始冷凝成气体时测得的温度。
理解它们的差异对于理解石油的性质和行为非常重要。
4. 泡露点计算泡点和露点的计算通常基于石油的化学组成和压力数据。
有许多理论和经验模型可用于预测泡点和露点,包括状态方程模型、对应态方程模型和超额蒸汽压模型等。
这些模型通常需要输入石油的化学组成和压力数据,以计算出泡点和露点。
5. 泡露点测量泡点和露点的测量通常采用实验方法进行。
测量泡点的实验设备包括一个压力室、一个温度控制器和一个用于观察气泡形成的装置。
测量露点的实验设备包括一个压力室、一个温度控制器和一个用于观察液滴形成的装置。
实验过程中,逐渐改变温度和压力,观察气泡或液滴的形成,从而确定泡点或露点。
6. 泡露点与石油性质的关系泡点和露点与石油的性质密切相关。
石油的化学组成、分子量、官能团等都会影响泡点和露点的值。
同时,泡点和露点也与石油的蒸气压、饱和蒸汽压等物理性质有关。
理解泡点和露点与石油性质的关系,有助于更好地了解石油的物理和化学性质。
2-3泡露点计算
几点说明: (1)内、外循环的安排: 当压力不大时(2MPa以下), Ki对yi不敏感, 而对温度较为敏感,因此将yi放在内层循环。 (2)圆整yi:
old
yi
new
yi old y i
(3)判断收敛的准则或者是温度的调节方案直接
关系到收敛速度和稳定性。
二、泡点压力的计算
组分 xDi 甲烷(1) 0.0132 乙烯(2) 0.8108 乙烷(3) 0.1721 丙烯(3) 0.0039
试计算塔顶产品的饱和温度(泡点温度)。
① 假设T=-18℃,查P-T-K图得: K1=5.06,K2=1.06,K3=0.72,K4=0.20 则:S y
y K x
i i i 1
VmL,i p pis i pisis K i V exp i p RT
活度法计算平衡常数公式
圆整yi,计算iV
Y
yi有无变化
N N
Y
( n) y i 1
Ln yi
Y
输出T,y
y
( n) i
结束
y
y
( n 1) i ( n 1) i
Bi K i xi (t C ) 2 k i ,则认为迭代结束。
K x
i
i
1
[例题2-2]
某厂氯化法合成甘油车间,氯丙烯精馏二塔的釜液组成为: 3- 氯丙烯 0.0145, 1,2-二 氯丙烷 0.3090,1,3-二氯丙烯 0.6765(摩尔分数)。塔釜压力为常压,试求塔釜温度。各组 分的饱和蒸汽压关系为:( P s : kPa ; t : ℃): (1) 3- 氯丙烯
Ki Ki
Ki ij K j
05化工分离工程-泡露点计算
s s i Pi f i Ki V ˆi P f
L
S
计算框图: 开始
输入P、x及有关参数
V ˆ 设T并令f i
N Y
yi有无变化
1作第一次迭代
S
ln yi
Y 输出T、y 结束
N
N
计算 Pi
,Vi L ,f iS , i
圆整 y i ˆiV 计算 f Y
计算 K i 和y i 调整T
解法3:电算(Newtow迭代法)
t
( k 1)
t
(k )
f (t k ) ; K F (t )
t
( k 1)
t
(k )
0.001
Pi S f (t ) K i xi 1 xi 1 P ( k 1) K i xi 1 (k ) t — 迭代式 t Bi K i xi [ ] 2 (t Ci ) Bi 1 K i exp[ Ai ( k ) ] — 子程序 P t Ci 设T=70℃(初值), 5次完成。T=99.812
化工分离工程-多组分物系的 气液平衡
多组分物系的泡露点计算
化工与药学院 祝 阳 2015.03
内容:
多组分物系单级平衡过程 的计算1
第一章 多组分精馏过程
1.2 多组分物系的气液平衡
1.3 闪蒸过程的计算
1.4 塔顶、塔底产品数量与组成 1.5 多元精馏的简捷计算
1.7 多元精馏的计算机模型
1.2.2 多组分物系的泡点计算
与T有关的变量: ˆiV , i,Pi s,f is,Vi L f
ˆiV 与yi 有关的变量:f
与P有关的变量: ˆiL,P f
露点计算
露點(Dew point)或露點溫度是在固定氣壓之下,空氣中所含的氣態水達到飽和而凝結成液態水所需要降至的溫度。
在這溫度時,凝結的水飄浮在空中稱為霧、而沾在固體表面上時則稱為露,因而得名露點。
當露點降到冰點以下時,此時從空氣中析出的水氣並不會結成液態水,而是直接凝固成固態的水,微細的冰粒沾在其他物體的表面上型成霜,這時的露點亦會被稱為霜點(Frost Point)。
露點與另一個常用濕度指標相對濕度有所關聯。
相對濕度越高,露點會越接近氣溫;當相對濕度達到100%時,露點與氣溫相等。
當露點不變時,相對濕度與氣溫成反比。
透過露點就可以知道出空氣中的水汽含量,因而露點是一項絕對濕度的指標。
而在天氣圖上,一般都以露點來表示氣象站的濕度。
露點亦會被用作計算引擎結冰以及出現霧的可能性,因此,對機師而言露點是一項重要數據。
目录[隐藏]∙ 1 解釋∙ 2 人類對高露點時的反應∙ 3 最高露點紀錄∙ 4 露點計算o 4.1 簡易近似法∙ 5 參考資料∙ 6 外部链接[编辑] 解釋上圖顯示了在不同溫度下,海平面空氣質量可以容納的水汽質量的最大百分比。
當溫度上升時,水汽的平衡分壓亦會隨之然上升,從而使蒸發出更多的水汽;反之亦然。
亦即,空汽中的水汽增減與其他氣體無關。
當溫度到達露點時,不論其他氣體存在與否,露也會開始形成。
露點也就是水汽分壓的單調函數。
[编辑] 人類對高露點時的反應在高露點時,一般人都會感到不適。
由於高露點時氣溫一般都會較高、而導致人體出汗;而高露度有時亦伴隨著高相對濕度、汗水揮發受阻,從而使人體過熱而感到不適。
另一方面,低露點時氣溫或者相對濕度會較低,任何一項都可令人體有效地散熱,因而比較舒服。
在內陸居住的人一般都會在露點到達15℃至20℃時開始感到不適;而當露點越過21℃時更會感到悶熱。
[编辑] 最高露點紀錄有紀錄以來最高的露點是35℃,於2003年7月8日下午三時在沙特阿拉伯宰赫蘭所錄得。
當時的氣溫為42.2℃,使得酷熱指數高達77.7℃。
泡点、露点与闪蒸计算
, A b o u t B u b b l e P o i n t D e w P o i n t a n d F l a s h C a l c u l a t i o n s
Y u Z h i i a j
: , r o o s e d u i d e A b s t r a c t S e v e r a l c o n s i d e r a t i o n s a r e a f t e r f l a s h c a l c u l a t i o n i s d i s c u s s e d i n c l a s s w h i c h t h e p p g o i n t o i n t s t u d e n t s t o u n d e r s t a n d t h e c o n c e t s o f b u b b l e a n d d e w f r o m a n o t h e r v i e w o i n t .T h e b u b b l e p p p p , o i n t e u a t i o n a n d d e w e u a t i o n a r e o b t a i n e d f r o m f l a s h e u a t i o n a n d t h e c a l c u l a t i o n m e t h o d s a r e o i n t p q q q p ) o i n t o i n t r e s e n t e d d i s c u s s e d f o r t h e b u b b l e a n d d e w t e m e r a t u r e s( T b &T d . A m e t h o d i s b w h i c h p p p p y , i v e n r e s s u r e o n e c a n i d e n t i f t h e c h e m i c a l s t a t e o f a m i x t u r e a t a t e m e r a t u r e a n d c o m o s i t i o n . F u r - g p y p p ,“ ” r e s e n t e d . E x t r a t h e r m o r e T w o L i u i d P h a s e F l a s h e u a t i o n s a r e d e r i v e d a n d s o l u t i o n m e t h o d i s i n - p q q t r o d u c t i o n b e n e f i t s t h e s t u d e n t s a l o t i n u n d e r s t a n d i n t h e i m o r t a n t a n d d i f f i c u l t o f C h e m i c a l a r t s a r t s g p p p E n i n e e r i n T h e r m o d n a m i c s a n d i n w i d e n i n t h i n k i n m e t h o d o l o i n s c i e n t i f i c a c t i v i t i e s t o t h o s e w h o g g y g g g y a r e c a a b l e f o r l e a r n i n e x t r a k n o w l e d e . p g g : ;V ; ;T K e w o r d s C h e m i c a l E n i n e e r i n T h e r m o d n a m i c s L E; F l a s h e u a t i o n B u b b l e a n d d e w w o o i n t g g y q p y l i u i d h a s e f l a s h q p
露点计算及结露
结露就是指物体表面温度低于附近空气露点温度时表面出现冷凝水的现象。
知道相对湿度以及实际气温时,露点可以透过以下公式求得近似值:
当中的则是:
温度和露点单位为摄氏、相对湿度为百分比,则代表自然对数。
常数和分别是:
℃
此公式是基于Magnus-Tetens 近似法(Magnus-Tetens Approximation),
当中把饱和水汽压视为温度的函数。
[2]此方法仅在以下范围时有效:0℃< < 60℃
1% < < 100%
0℃< < 50℃
或者
以文字表示,即露点与干球温度每相差1℃,相对湿
度即下降5%。
在这里干球温度和露点单位为
摄氏、相对湿度为百分比。
有关此计算法的讨论,可参阅美国气象学会的期刊。
[3]。
露点计算
当露点降到冰点以下时,此时从空气中析出的水气并不会结成液态水,而是直接凝固成固态的水,微细的冰粒沾在其它物体的表面上型成霜,这时的露点亦会被称为霜点(Frost Point)。
露点与另一个常用湿度指标相对湿度有所关联。
相对湿度越高,露点会越接近气温;当相对湿度达到100%时,露点与气温相等。
当露点不变时,相对湿度与气温成反比。
透过露点就可以知道出空气中的水气含量,因而露点是一项绝对湿度的指标。
而在天气图上,一般都以露点来表示气象站的湿度。
露点亦会被用作计算引擎结冰以及出现雾的可能性,因此,对机师而言露点是一项重要数据。
[编辑]解释上图显示了在不同温度下,海平面空气质量可以容纳的水气质量的最大百分比。
当温度上升时,水气的平衡分压亦会随之然上升,从而使蒸发出更多的水气;反之亦然。
亦即,空汽中的水气增减与其它气体无关。
当温度到达露点时,不论其它气体存在与否,露也会开始形成。
露点也就是水气分压的单调函数。
当中的γ则是:温度T和露点T d单位为摄氏、相对湿度RH为百分比,ln则代表自然对数。
常数a和b分别是:a = 17.27b = 237.7℃此公式是基于 Magnus-Tetens 近似法( Magnus-Tetens Approximation),当中把饱和水气压视为温度的函数。
[2]此方法仅在以下范围时有效:0℃ < T < 60℃1% < RH < 100%0℃ < T d < 50℃或者RH = 100 − 5(T−T d)以文字表示,即露点与干球温度每相差1℃,相对湿度即下降5%。
在这里干球温度T和露点T d单位为摄氏、相对湿度RH为百分比。
泡点和露点的计算
0.7115
传质分离过程
设温度为60℃,查P-T-K 图得K,将K值列于下表
组分 Ki
K i xi yi 组分 Ki K i xi yi
正丁烷 2.8
0.42 0.42
正戊烷 0.93
0.372 0.372
正己烷 0.36
0.162 0温度为62℃,查P-T-K 图得K,将K 值列于下表 正丁烷 2.9 0.435 0.435 正戊烷 0.98 0.392 0.392
已知p, 假设T 求出(或查出)各组分的相应参数
由已知的 x 按理想状态求出 Ki,初步算出 i 求出 K i,由已知的xi yi Kixi
yi
Ki xi 1 ( 通常取为0. 005) 泡点T
如果
Ki xi 1 ;
降低T,重新计算。
Ki xi 1 ; 升高T,重新计算。
第二章 传质分离过程的热力学基础
2.2 多组分物系的泡点和露点的计算
1、定义:泡点Tb、泡点压力P、露点Td、露点压力P 2、泡、露点计算方法:根据相律 f=c-π+2=c。
类型
泡点温度
规定变量
P, x1 , x2 T , x1 , x2
P, y1 , y2
求解变量
xc xc
yc
T , y1 , y2 yc
N
Y
yi 有无变化
ln yi
Y 输出P、y 结束
N
N
计算 Pi
S
,Vi L , iS , i
圆整 y i ˆiV 计算 Y
计算 K i 和yi
调整P 计算 yi 是否第一次迭代
传质分离过程
4、露点温度和压力的计算
泡点温度计算
泡点温度计算:规定液相组成x 和p ,计算汽相组成y 和T 。
泡点压力计算:规定液相组成x 和T ,计算汽相组成y 和p 。
计算方程:
①相平衡关系:
yi=Kixi(i=1,2,...,c)(2-41)
Ki=f(p,T,x,y)(2-44)
②浓度总和式:
(2-42)
(2-43)
解法:试差法。
一、泡点温度的计算
(1)平衡常数与组成无关的泡点温度计算
泡点方程:
(2-45)
求解步骤:
若,表明假设温度偏高,降低温度重算;若,则重设较高温度。
图2-2 活度系数法计算泡点温度的框图
[例2-3][例2-4]
(2)平衡常数与组成有关的泡点温度计算
当系统的非理想性较强时,K i 必须按式(2-30)计算,然后联立求解式(2-41)和(2-42)。
因已知参数值仅有p 和x ,计算K i 值的其它各项:
及均是温度的函数,而温度恰恰是未知数。
此外,
还是汽相组成的函数。
因此,手算难以完成,需要计算机计算。
应用活度系数法作泡点温度计算的一般步骤如图2-2 所示。
当系统压力不大时(2MPa 以下),从式(2-30 )可看出,K i 主要受温度影响,其中关键项是饱和蒸汽压随温度变化显著,从安托尼方方程可分析出,在这种情况下ln K i 与1/ T 近似线性关系,故判别收敛的准则变换为:
(2-46)
用Newton-Raphson 法能较快地求得泡点温度。
对于汽相非理想性较强的系统,例如高压下的烃类,K i 值用状态方程法计算,用上述准则收敛速度较慢,甚至不收敛,此时仍以式(2-45)为准则,改用Muller 法迭代为宜。
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图 苯、甲苯T-xy图
第 4页
利用闪蒸模块进行V-L相平衡计算
(1) 泡露点的计算
(2) 冷热曲线的绘制
第 5页
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
【例题】利用闪蒸单元操作,完成以下例题
• 物系:苯,甲苯,其中苯的摩尔分率为0.2,
P=101.325kPa下,(Peng-Rob)求:
1)溶液的泡点温度及平衡气相组成
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 5)定义单元操作
第10页
例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 6)运行模拟计算,查看结果
第11页
Flash 题3-6
在压力为106.7kPa下,由摩尔组成为0.3的苯
(C6H6,benzene)、 0.3的甲苯(C7H8,toluene )和0.4的对二甲苯(C8H10,p-xylene) 所组成 的混合物,存在气液两相区的温度范围为 ( ) K到( )K。并计算温度为390K时成平衡 状态的气相和液相的质量组成。采用热力学模 型PENG-ROB方程,
第13页
2)溶液的露点温度及平衡液相组成
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例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 1)添加组分
• 2)选择热力学模型(Peng-Rob)
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例题 3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 3)绘制模拟流程图(Separators/Flash2)
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例题3-1 通过闪蒸模块求泡露点
• 4)定义进料流股
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第12页
Flash 题3-7
• 流量为 1000 mol/hr、压力为 0.11 MPa、含70 mol%乙醇和30mol%水的饱和蒸汽在蒸汽冷凝 器中部分冷凝,冷凝物流的汽/液比(摩尔)为 1/3。则离开冷凝器的汽相流股的流量为多少 kg/h,温度为 K ,需要的热(冷)量 为 kW。并给出液相的摩尔组成。( 热力学模型NRTL)
3-2 泡露点计算及图形绘制
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利用闪蒸模块进行V-L相平衡计算
最常见的VLE 问题就是已知系统总压P 和液相组成 (即各个xj 的数值),计算气液相平衡时的温度和气相 的组成yj;或者已知系统总压P 和气相组成(即各个yj 的数值),计算气液相平衡时的温度和液相的组成xj
(1) 泡露点的计算
(2) 冷热曲线的绘制
第 2页
通过闪蒸模块求泡露点
泡点:液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度, 称为混合物在这压力下的泡点温度 露点:气体混合物处于某压力下开始凝结的温度, 称为混合物在这压力下的露点温度
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二元VLE相图解读
(384.7K)
饱和气体
饱和液体
(353.0K) (0.375) (0.586)