化工常用计算公式.pdf

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1、第一章物性计算1临界温度1.1临界温度的计算（1）佐藤法①环形化合物（碳环及复环）Tc=1.38tb+450-r0.6(0.30tb-10)（1-1）式中r—分子中非环形碳原子与碳原子总数之比；例如C6H4(CH3)2中r=2/8tb—沸点，℃。例如，计算甲苯的临界温度。查得甲苯的沸点tb=110.6℃Tc=1.38×110.6+450－(1/8)0.6×(0.30×110.6-10)=595K实际临界温度为592K，相对误差0.6%。②除X2及HX以外的卤素化合物及含硫化合物Tc=1.38tb+450-11NF（1-2）式中NF—一个分子中的氟原子个数，氟化物以外

2、的卤族化合物，NF为0。③大多数无机物Tc=1.73tb（1-3）此式对23种无机物的平均误差为3.4%。对卤族元素及卤化氢也适用，其他卤族化合物及含硫化合物用式②式。2体积膨胀系数2.1液体的体积膨胀系数及压缩系数（1）液体的体积膨胀系数估算T时的体积膨胀系数0.04314β=()0.641T−Tc（1-4）此式对有机液体误差约5%，而对极性液体的误差较大，对水尤不适用。如已知T1、T2时的密度ρ1、ρ2（g/cm3）则此范围内的平均体积膨胀系数为22ρ−ρ12β=2()T−Tρρ2112（1-5）例如，计算苯在20℃时的体积膨胀系数已知苯Tc=562.1K0.0

3、4314−3−1β==1.1954×10°C()0.641562.1−293.2则实验值为1.20×10-3（℃）-1。（2）液体的压缩系数钱学森方程VLa=RT()101.6−82.4T/Tbb（1-6）式中VL—液体的摩尔比容，m3/(kmol)；R—气体常数=0.082(atm·m3)/(kmol·K)。例，计算苯在18℃时的压缩系数已知苯Tb=353.3K，M=78.11，VL=0.0885m3/(kmol)0.0885−5−1a==9.056×10atm⎛291.2⎞0.082×353.3⎜101.6−82.4⎟则⎝353.3⎠实验值为9.54×10-5a

4、tm-13蒸发潜热3.1蒸发潜热计算（1）正常沸点下的蒸发潜热①Riedel法⎡(lnP−1)⎤cΔH=1.093RTTvbc⎢br⎥0.930−T⎣br⎦（1-7）②Chen法3.978T−3.938+1.555lnPbrcΔH=RTTvbcbr1.07+Tbr（1-8）③Vetere法0.4343lnP−0.68859+0.89584TcbrΔH=RTTvbcbr−1−20.37691−0.37306T+0.14878PTbrcbr（1-9）符号意义同上式。以上三式误差大致在2%以下。式中ΔHVb—正常沸点下的蒸发潜热，cal/mol；Tc—临界温度，K；Tbr

5、—正常沸点时的对比温度；R—气体常数，1.987cal/(mol·K)。例，计算丙醛在正常沸点下的蒸发潜热。查得Tb=321K，Tc=496K，Pc=47atm，Tbr=321/496=0.647⎡(ln47−1)⎤ΔH=1.093×1.987×4960.647=7020cal/molvb⎢0.930−0.647⎥⎣⎦实验值为6760。（2）估算不同温度下的蒸发焓从一已知点是ΔVHb或ΔVH298，在手册中这两点数据最多。Watson式是一个很著名的ΔVH~T关系式：n⎛1−T⎞⎜r2⎟ΔH=ΔHV2V1⎜⎟1−T⎝r1⎠（1_10）式中ΔVH2—所求温度T2下的未

6、知蒸发焓；Tr2—T2温度下的对比温度；ΔVH1—T1温度下的已知蒸发焓；Tr1—T1温度的对比温度；n—n值一般可选为0.375或0.38。不同的物质取不同的n值更好些，Fishine提出n与Tbr（对比沸点）有关：（0.57＜Tbr＜0.71）（Tbr＜0.57）（Tbr＞0.71）4导热系数4.1导热系数计算（1）低压气体的导热系数改进的Eucken改进法λ=η（3.52+1.32Cv）（1-11）式中λ—导热系数，cal/(cm·s·K)；η—黏度，μP；Cv—等容比热容，cal/(mol·K)。本法误差一般在10%以内。（2）液体导热系数①Sato-Rie

7、del法（沸点方程式）正常沸点下的液体导热系数如下式：−32.64×10λ=Lb0.5M（1-12）λ式中Lb—在正常沸点下液体导热系数，cal/(cm*s*K)。M—分子量。其他温度的导热系数则按下式计算：−3⎡()2/3⎤2.64×103+201−TrλL=0.5⎢2/3⎥M3+20()1−T⎣rb⎦（1-13）Sato-Riedel方程对于低分子烃及异构烃的计算效果不好，其计算值一般高于实验值，但对于非烃物质，计算效果较好。②一般物质的导热系数计算，钱学森公式和下式估算。0.167ρλ=0.00830.6670.5MZ（1-14）式中λ—导热系数，kcal