《气液相平衡》PPT课件.ppt

《《气液相平衡》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第八章流体相平衡课时：4学时要求：1、掌握相平衡的判据，了解相平衡处理方法；2、二元系组分活度系数与组成间的关系；3、掌握简单相平衡计算方法内容：8.1相平衡的判据和处理方法8.2二元系组分活度系数与组成间的关系8.3汽液平衡8.4由汽液相平衡数据计算活度系数8.5汽液相平衡数据热力学一致性检验第八章流体相平衡1、相平衡的有关概念相：体系中的一个均匀空间，其性质和其余部分有区别，每个相都是一个敞开体系，能与相邻的相进行物质交换和能量交换。相迁移：物质从一个相迁移到另一相的过程，叫该物质的相迁移过程。相平衡：当物质迁移停止时，此时各相的性质和

2、组成不再随时间而变化——相平衡（相间的平衡），此时各相间某些性质如密度、粘度、焓、熵等相差很大，而有些性质如温度、压力却是相等的。2、研究相平衡的意义第八章流体相平衡（1）为分析解决传质分离设备的设计、操作和控制提供理论依据（2）为新工艺、新产品和新技术的开发提供相平衡数据和相平衡热力学模型1、普适判据——熵判据依据：熵增原理——dS孤0，即熵增大到最大值时，体系达平衡。dS孤=0特点：需要同时考虑体系和环境的变化，应用不太方便。2、自由焓判据依据：恒温恒压下，只做体积功的封闭体系的一切自发过程必将引起体系自由焓的减少，达到平衡时，体系自

3、由焓最小。即体系达平衡：dG（T，P）=0特点：T，P易测易控，应用广泛。8.1.1相平衡判据一、相平衡判据8.1相平衡判据和处理方法8.1.1相平衡判据3、化学位判据对于多组分两相平衡的封闭体系（α相、β相），每一相都可视为一个敞开体系，两相之间有物质交换，对于单相敞开体系，根据变组成体系热力学基本关系式有：当T，P一定时，封闭体系的自由焓为两相之和：自由焓判据8.1.1相平衡判据同理，对于多相（相）多组分（N组分）体系的相平衡判据为：8.1.1相平衡判据4、逸度判据恒温积分：对每个相中组分化学位有：根据化学位判据即达到平衡状态时，多相

4、平衡体系中，每个组分在各相中的逸度必相等。8.1.1相平衡判据1、汽液平衡的处理方法（1）气液平衡低压、加压情况二、相平衡的处理方法（2）8.1.1相平衡判据汽液平衡适用于高压或常压情况（3）液液平衡2、汽液平衡四种情形（见表7-1）8.1.1相平衡判据情形汽相液相举例适用范围1理想气体混合物道尔顿分压定律理想溶液拉乌尔定律同分异构体或同系物构成的体系压力小于0.2MPa2非理想气体混合物但属理想溶液理想溶液Lewis—Randall规则烃类混合物压力小于1.5MPa3理想气体混合物非理想溶液大部分体系低压4非理想溶液非理想溶液含超临界组分

5、体系高压表8-1汽液平衡情形8.1.2状态方程法特点：利用状态方程计算逸度或逸度系数，这就要求选用一种状态方程既可用于汽相又适用于液相，计算结果的可靠性取决于状态方程的可靠性，通常用于高压条件。计算过程比较麻烦。状态方程法8.1.2活度系数法状态方程活度系数模型活度系数法液相活度系数汽相逸度系数L—R标准态，即与体系温度和压力相同的纯液体作为标准态。8.1.2活度系数法特点：适用低压和中压下汽液相平衡计算。两种方法比较见表8-28.1.2活度系数法方法优点缺点状态方程法1、不需要标准态。2、不需要相平衡数据，只需要P、T、V、N数据。3、容

6、易采用对应状态理论。4、可以用在临界区。1、没有一个状态方程能完全适用于所有的流体密度区间。2、受混合规则影响很大。3、对于含极性物质，大分子化合物和电解质的体系难于应用。活度系数法1、简单的液体混合物模型已能满足要求。2、温度的影响主要反映在标准态逸度上，而不是活度系数上。3、对于许多类型的混合物，包括聚合物、电解质的体系都能应用。1、需要用其他方法计算偏摩尔体积。2、对含有超临界组分的体系应用不便。3、在临界区难以应用。8.2二元系组分活度系数与组成间的关系8.2.1非理想溶液的过量自由焓8.2.1非理想溶液的过量自由焓8.2.2伍尔（

7、Wohl）型方程伍尔（Wohl）型方程建立在正规溶液的基础上。正规溶液：造成溶液非理想性的原因：不同组分具有不同的化学结构、不同的分子大小，分子间的相互作用不相等，以及分子的极性具有差异等。将表示为有效体积分数的函数，并展开成以下形式（经验式）：8.2.2伍尔（Wohl）型方程说明：（1）Zi：混合物中组分i的有效体积分数混合物中组分i的摩尔分数混合物中组分i的有效分子体积（2）不同组分分子间的相互作用力8.2.2伍尔（Wohl）型方程（3）多阶伍尔方程，阶数越高，越能代表真实气体的性质，但相应的参数就越多，需要的数据也就越多，计算就更繁琐

8、。以二元体系为例，只考虑双分子和三分子相互作用：8.2.2伍尔（Wohl）型方程由Z1+Z2=18.2.2伍尔（Wohl）型方程令：8.2.2伍尔（Wohl）型方程令：设：分子体