第2章_流体的pVT关系ppt课件.ppt

《第2章_流体的pVT关系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、第二章流体的p-V-T关系1)流体的压力p、摩尔体积V和温度T是物质最基本的性质；2)p、V、T性质可以通过实验直接测量；3)pVT+cpig能推算其它不能直接从实验测量的热力学性质如H、S、U、G等。1主要内容纯物质的p-V-T关系状态方程立方型状态方程多参数状态方程对应态原理及其应用流体的蒸气压混合规则与混合物的p-V-T关系液体的p-V-T关系2第一节纯物质的p-V-T关系纯物质的p-V-T立体图纯物质的p-T图纯物质的p-V图3图2-1纯物质的pVT相图各点、线、面、区的位置和物理意义单相区(V,G,L,S)两相共存区(V/L,L/S,G/S)饱和

2、线三相线临界点C超临界流体（T>Tc、p>pc）4p-T图的特征、相关概念单相区两相平衡线(饱和曲线)汽化曲线熔化曲线升华曲线三相点t(Tt，pt)临界点C(Tc,pc,Vc)临界等容线V=VCV>Vc气相区VTc、T

3、类：理论和经验的结合：半经验半理论状态方程从级数的角度出发：多参数状态方程7一、理想气体方程P为气体压力；V为摩尔体积；T为绝对温度；R为通用气体常数。8理想气体方程的应用在较低压力和较高温度下可用理想气体方程进行计算。为真实气体状态方程计算提供初始值。3判断真实气体状态方程的极限情况的正确程度，当或者时，任何的状态方程都还原为理想气体方程。9二、立方型状态方程是指方程可展开为V的3次方程形式方程形式简单，能够用解析法求解，精确度较高，给工程应用带来方便。1.VanderWaals方程形式10VanderWaals方程的特点：⑴第一个适用于真实气体的状态方

4、程；⑵能够同时描述汽(气)、液两相；⑶精确度不高，但建立方程的推理方法对以后的状态方程及对应态原理的发展具有巨大贡献；⑷与理想气体方程相比，引入压力校正项a/V2，体积校正项b。方程常数a,b：利用临界点的特性，即11解得：12参数值：将VanderWaals方程应用于临界点得13状态方程的Zc值对任何气体，VanderWaals方程给出一个固定的Zc值，即Zc＝0.375，但大多数流体的Zc＝0.23～0.29范围内变化；根据气体的临界参数，即可求出VanderWaals方程常数a，b，从而可进行p-V-T关系的计算；Zc与实际Zc越接近，方程的精度就越

5、高！142.Redlich-Kwong(RK)方程重点对压力项进行改进；方程参数用类似于VanderWaals方程的方法得到。方程形式：15改进方法：把a/T0.5改为温度函数a(T),得SRK方程。RK方程的特点：RK方程的计算准确度有较大的提高；用以预测气相pVT计算，效果较好，但对液相效果较差。方程常数a,b及ZC：163.Soave-Redlich-Kwong(SRK)方程方程常数：方程形式：17SRK方程的特点:计算常数需要Tc,pc和，a是温度的函数；在计算纯物质汽液平衡时较为有利，但预测液相体积的精度不够；为了改善计算液相体积的精度，Pen

6、g-Robinson提出了PR方程。184.Peng-Robinson(PR)方程方程形式：方程常数：19PR方程的特点：Zc=0.307，该值比RK方程的0.333有明显改进，但仍偏离真实流体的数值；计算常数需要Tc,pc和，a(T)是温度的函数；同时适用于汽液两相，PR方程计算饱和蒸汽压、饱和液体密度和气液平衡中的准确度均高于SRK方程，在工业中得到了广泛应用。20立方型状态方程的应用：(1)用一个EOS即可精确地代表相当广泛范围内的实验数据，可精确计算所需的数据；(2)EOS具有多功能性，除了pVT性质之外，还可计算流体的其它热力学函数、纯物质的饱

7、和蒸气压ps、混合物的气-液相平衡、液-液相平衡；(3)在相平衡计算中用一个EOS可进行二、三相的平衡数据计算，状态方程中的混合规则与相互作用参数对各相使用同一形式或同一数值，计算过程简捷、方便。21立方型状态方程的求根方法：（1）三次方程求根公式；（2）迭代法。简单迭代法求立方型状态方程的根(以RK方程为例说明，其它立方型状态方程求解根方法类似。）22现以PR方程为例，经恒等变形后可得：已知p、T，计算V的过程。对于汽相：对于液相：初值设定方法：——即以理想气体作为初值工程计算常用迭代法：23将1kmol氮气压缩贮于容积为0.04636m3、温度为273

8、.15K的钢瓶内。问此时氮气的压力多大？（1）用理想气体方程计算；