第2章流体的pVT关系ppt课件.ppt

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1、第二章流体的Ｐ-Ｖ-Ｔ关系(2)12.3对应态原理及其应用2.3.3普遍化状态方程2.3.2三参数对应态原理2.3.1对应态原理2定义对比量Tr、pr、Vr称为对比温度、对比压力、对比体积。对应态原理认为：在相同的对比状态下，所有的物质表现出相同的性质。2.3.1对应态原理3对应态原理数学表达式：对比态VanderWaals方程—两参数对应态原理4两参数对应态原理意义：对应态原理是一种特别的状态方程，也是预测流体性质最有效的方法之一。二参数精度不高，通常引入第三参数，如：Zc相等时才严格成立，只能适用于简单的球性流体；对于不同的气体，在相同的对比温度和对比压力时，则具有相同的

2、对比体积(或压缩因子)。52.3.2三参数对应态原理以Zc作为第三参数的对应态原理2.以作为第三参数的对应态原理6Lydersen等以Zc作为第三参数1.以Zc作为第三参数的对应态原理认为，Zc相等的真实气体，如果两个对比参数相等，则第三个对比参数必相等。按Zc将所选物质分为0.23、0.25、0.27、0.29四组，分别得到了各组的Z和其他对比热力学性质与Tr和pr的数据图。该方法可用于汽、液相压缩因子Z的计算。72.以作为第三参数的对应态原理偏心因子偏心因子是根据物质的蒸汽压定义的。实验发现，纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度Tr的倒数近似于直线关系，即满足8

3、非球形分子lgprS~1/Tr图1/Tr=1/0.7=1.439简单流体(氩、氪、氙)作lgprS～1/Tr图，其斜率相同，且通过点（Tr=0.7，lgprS=-1）;作非球形分子的lgprS～1/Tr线，皆位于球形分子的下面，即：Tr=0.7，lgprS<-1。随物质的极性增加，其偏离程度愈大。偏心因子10偏心因子物理意义：表征了一般流体与简单流体分子间相互作用的差异。球性分子(氩、氪、氙)的=0；非球性分子的>0。11偏心因子数据的来源：与p、T等外部条件无关，附录1.1可查出部分物质的值。由定义式计算。经验关联式估算。12Pitzer三参数对应态原理Z

4、(0)——简单流体的压缩因子Z(1)——研究流体相对于简单流体的偏差Z(0)和Z(1)的都是Tr和pr的函数，计算时可直接查图表。对于所有相同的流体，若处在相同的Tr和pr下，其压缩因子必定相等。从简单流体的性质推算其它流体性质的思路。13图2-4Z（0）的普遍化关系14图2-5Z（1）的普遍化关系15Pitzer三参数对应态原理应用情况：Pitzer关系式对于非极性或弱极性气体能够提供可靠结果，对强极性气体则误差达5~10%；而对于缔合气体和量子气体，误差较大，使用时应当特别注意。16Lee－Kesler三参数对应态原理简单流体(0),参考流体(r),的状态方程采用修正的

5、BWR方程。r1,r2是两个非球形参考流体，可用不同的状态方程描述。优点：研究流体与参考流体的性质越接近，预测结果的准确性和可靠性越高，采用两个非球形参考流体有可能使研究流体与参考流体充分接近。Teja的三参数对应态原理思路：从参考流体的状态方程得到研究流体的状态方程。17三参数对应态原理的比较Pitzer的Z（0）和Z（1）是图表形式，参考流流体是简单流体（球形式流体）。L-K和Teja是解析形式，后者的参考流体是非球形流体，参考流体需要状态方程。对应态关系不仅是Z，对其它性质如H,S等也能得到对应态关系，但Z是最基本的，是推算其它性质的基础。18用Pitzer普遍化关系式

6、计算甲烷在323.16K时产生的压力。已知甲烷的摩尔体积，压力的实验值为。例2.419从附录查得甲烷的临界参数为解：因为pr不能直接计算，需迭代求解。而代入上式，则20假定Z的初值，则即可从上式、查图2-4、图2-5求得新的Z值，用这个新的Z值再计算得一个pr,重复以上计算直至迭代收敛。也可得到证实：212.3.3普遍化状态方程普遍化状态方程是指用对比参数Tr、pr、Vr代替变量T、p、V，消去状态方程中反映气体特性的常数，适用于任何气体的状态方程。222.3.3普遍化状态方程普遍化第二Virial系数普遍化的真实气体状态方程231.普遍化第二Virial系数——是无量纲的，

7、称作普遍化第二维里系数。Pitzer等提出了如下关联式：24普遍化关系式应用情况：Pitzer提出的压缩因子关系式和普遍化的状态方程均将压缩因子Z表示成对比温度、对比压力和偏心因子的函数，这两种方程的适用范围见下图。25普遍化关系式应用情况：图2-6普遍化关系式的适用范围26普遍化关系式应用情况：以图中的曲线为界，当Tr、pr的对应点落在曲线上方时，用普遍化第二Virial系数；落在下方时用普遍化压缩因子法。当求p时，pr未知，用Vr判据，当Vr≥2时，用普遍化第二Virial系数；当Vr<2时，用普遍