流体的PVT关系课件.ppt

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1、第二章流体的P-V-T关系2.1纯物质的P-V-T关系123C固相气相液相密流区一.P-T图1-2线汽固平衡线（升华线）2-c线汽液平衡线（汽化线）2-3线液固平衡线（熔化线）C点临界点，2点三相点PTc的区域，属气体P＝Pc,T＝Tc的区域，两相性质相同TcTPcPP>Pc,T>Tc的区域，密流区具有液体和气体的双重性质，密度同液体，溶解度大；粘度同气体，扩散系数大。AB二.P-V图VPT1T2T3TcT4T5汽液两相区气液汽特性：汽液两相区的比容差随温度和压力

2、的上升而减少，外延至ΔV=0点，可求得Pc,Vc和Tc.在单相区，等温线为光滑的曲线或直线；高于Tc的的等温线光滑，无转折点，低于Tc的的等温线有折点，由三部分组成。临界点处，等温线既是极值点又是拐点C三.P-V-T关系在单相区f(P,V,T)=0隐函数显函数V=V(P,T)P=P(V,T)T=T(P,V)全微分方程：容积膨胀系数等温压缩系数当温度和压力变化不大时，流体的容积膨胀系数和等温压缩系数可以看作常数，则有2.2气体的状态方程对1mol物质f(P,V,T)=0对nmol物质f(P,V,T,n)=0理

3、想气体状态方程（IdealGasEOS）PV=RT(1mol)在恒T下PV=const.ActualGas在恒T下PV=const.？答案：PVconst.300多种EOS一.维里方程（VirialEquation）(1901年，荷兰Leiden大学Onness)由图2-3知，气相区，等温线近似于双曲线，当P↑时，V↓1.方程的提出Onness提出：PV=a+bP+cP2+dP3+…….令式中b=aB’c=aC’d=aD’……上式：PV=a(1+B’P+C’P2+D’P3+….)式中：a,B’,C’,D’…

4、…皆是T和物质的函数当p→0时，真实气体的行为→理想气体的行为IdealGas（1）分子间作用力小（2）分子本身体积小由维里方程式，当P→0时,PV=a由idealgasEOS,PV=RT由上述两个方程即可求出维里方程式中的a=RTPV=RT(1+B’P+C’P2+D’P3+……)Z=pV/RT=1+B’P+C’P2+D’P3+……压力形式Z=pV/RT=1+B/V+C/V2+D/V3+……体积形式维里系数＝f(物质，温度)理论基础：统计热力学B、B’——第二维里系数，它表示对于一定量的真实气体，两个气体分

5、子间作用所引起的真实气体与理想气体的偏差。C、C’——第三维里系数，它表示对于一定量的真实气体，两个气体分子间作用所引起的真实气体与理想气体的偏差。D、D’——……注意：B≠B’C≠C’D≠D’(近似式)2.两项维里方程维里方程式中,保留前两项,忽略掉第三项之后的所有项,得到:Z=PV/RT=1+B’PZ=PV/RT=1+B/V把这个式子代入用压力表示的两项维里方程中，就得到常用的两项维里方程。即：3.应用范围与条件：（1）用于气相PVT性质计算，对液相不能使用；（2）T

6、方程计算，满足工程需要；（3）T

7、体积，分子自由活动空间减小由V变成V-b。在临界点处实际气体的等温线将范德华方程整理后得到：P（V-b）V2=RTV2-a（V-b）PV3-（bP+RT）V2+aV+ab=0由这个方程可以看出，当温度不变时，是一个关于V的三次方程，其解有三种情况:三个不等的实根。三个相等的实根一个实根，两个虚根PLDHVR-KEquation(1949年，RedlichandKwong)(1)R-KEq的一般形式：①R-KEquation中常数值不同于范德华方程中的a、b值，不能将二者混淆。在范德华方程中，修正项为a/V

8、2，没有考虑温度的影响在R-K方程中，修正项为，考虑了温度的影响。②R-KEquation中常数a、b值是物性常数，具有单位。(2-6)（2）便于计算机应用的形式式中A=ap/R2T2.5B=bp/RT迭代法先给yesNo（3）R-KEq的应用范围①适用于气体pVT性质计算②非极性、弱极性物质误差在2％左右，对于强极性物质误差达10～20％。3.RKS或SRKEq（1972年，Sove）形式R-KEq中a＝f(物