化工热力学
4.真实液体PVT性质
8
第三章 流体的热力学性若为单位质量的性质,则为强度性质 ,如mol热力学能能,偏mol性质。
3.偏微分、全微分、点函数、状态函数的概念
4.剩余性质的定义式 M E M M
5. 热容的定义式
Cv
U T V
QR
8.正向卡诺循环、逆向卡诺循环
C
1 TC TH
C
TL TH TC
9.蒸汽动力循环,蒸汽压缩制冷循环,深度制冷
循环(林德、克劳特)的工作原理,能用T-S图表示,
会查用T-S图,主要设备与作用。
28
二.有关计算 ☆ 1. 制冷循环:
有关计算q0,qh,G,-ωS(Nt),ε等 ☆ 2. 蒸汽动力循环 :
10. 有效能与理想功的联系 ΔB=-Wid
11. 有效能衡算 可逆过程
B B
不可逆过程 B B D
12. 有效能效率
B
B
D
1 B
B 考虑数量、质量
13. 热力学效率 (仅考虑数量)
Wac
Wid
产功过程
Wid
Wac
耗功过程
14. 有效能、无效能、理想功、损失功
22
二.有关计算
8.活度与活度系数的概念及定义式
aˆi fˆi / fi 0
9.L—R定则表达式
i
aˆi Xi
xi
fˆi fi0
fˆi
/
fˆ i
id
fˆi id
x i
fi0
f
0 i
L
R
fi
f
0 i
HL
Ki
10. Q函数表达式
Q GE RT
X i ln i
11.
或
ln i
nG E / ni
2.中压下
(1)V、L两相皆看作理想溶液
yi fi ov xi fi oL
ki
yi
/ xi
f
oL i
/
f
ov i
f
T,P
Ki可由列线图查取
(2)非理想体系(电算)
3.高压下
用EOS法计算 ˆiv yi p ˆiL xi p ˆiv yi ˆiL xi
4.闪蒸计算
32
三.热力学一致性检验
2.平衡常数的基本表达式
Ka aˆii
3.温度、压力也可影响平衡转化率
4.标准态的选取:相平衡:与体系T、P相同 化 学 平 衡 : 与 体 系 T 相 同34,
二.基本关系式:
G0 RT ln K
或 ln K G 0 RT
三.化学平衡的计算
1.复杂物系化学平衡的处理原则(4点)
2.等温复杂反应体系
化工热力学
总结
1
第二章 流体的PVT关系
一.P、V、T、CP是流体的最基本性质,是热力学计算基础 查找文献
实验得(实测)
计算 (由第二章介绍方法计算) 二.PVT数据的计算
1.理想气体:PV=RT (1mol)低压、高温 2.真实气体:主要有两种计算方法,一种EOS法,另 一种普遍化关系法。
2
EOS法:Virial,VDW,R—K,S—R—K,M—H Eq 。 有关真实气体计算的状态方程式很多,目前已提出 的不下300种,实际应用的也有150种之多,我们主 要介绍以上这些,重点掌握Virial Eq和R—K Eq ,
D T0 St T0 S sys S环
D B B
WL Wid Wac
WL T0 St
6.理想功和有效能的计算,见例题
25
第六章 蒸汽动力循环与制冷循环
一. 基本概念 1.节流过程。绝热过程的特征
2.微分节流效应系数
J
T P H
>0 制冷 =0 转化点
<0 制热
T V V
11
三.有关计算
1.H、S的计算
(1) 对理想气体
H T
'
P
CP'
H P
T2 T1
CP
'
dT
等P
S ' T
P
CP' T
积分
S P '
T2
C
' P
dT
T T1
等T
H T
'
T
0
S ' T
T
R T
积分
H T ' 0
S
' T
R ln
P2
P 12 1
(2) 对真实气体
等P:ΔHp,ΔSp,计算式同理想气体,但Cp≠Cp‘
^
^
(2) i 和 f i 的计算
19
3.f与的计算
ln f
X
i
ln
fˆ1 X2
ln Xi ln i
4. ri的近似计算式
(1)wohl型Eq Margules Eq; Van Lear Eq等
(2) 局部组成Eq Wilson Eq ; NRTC Eq (3) 基团贡献关联式
20
第五章 化工过程的能量分析
有关计算 、ωs、qF放、ωS、η等 3.深度制冷循环:计算。X、-ω、Q0等
29
第七章 相平衡
一.基本概念 1.相平衡的判据和VLE的常用判据 2.沸点、泡点和露点的概念 3.逆向凝聚现象 4.相对挥发度、汽液平衡比和汽液平衡常数 5.共(恒)沸物的概念
X i yi
j 1
6.正偏差和负偏差的概念
16
第四章 流体混合物(溶液)的热力学性质
一. 基本概念
1.偏mol性质定义
2.化学位
3.混合性质变化:
M M xi Mi 0
4.超额性质:
M E M M id
5.混合过程的超额性质变M E M M id
化
X i dMi 0
6.恒T、P下,G—D Eq
17
7.逸度的概念和三种逸度的定义式和相互间的关系
一. 基本概念 1.热一律,热二律的实质 2.卡诺循环 ——热机转化的最大限度 3.热机效率 4.可逆、非可逆、自发和非自发 5.熵增原理、熵判据 6.可逆功、可逆轴功。 7.限制量体系、限容量体系 8. 稳流体系有效能:
B=T0(S0-S)-(H0-H)
21
9. 稳流过程的理想功:
Wid=T0ΔS-ΔH=T0(S2-S1)-(H2-H1)
S 积累
在特殊条件下可以适当地简化
4.有效能计算
功 : 100% 有 效 能
热量:
BQ
。 Q1
T0 T
恒温热源
BQ
Q1
T0 T平
变温热源
Q H
T2 T1
CP
dT
T平
T2 T1 ln T2
物流某状态点i的有效能
BI
T0 S0
Si
T1
H 0 24
Hi
5.有效能损失和损失功计算
D Wid Wac
Virial Eq
z PV 1 B C D
RT
V V2 V3
z PV 1 B'P C 'P2 D' P3 RT
3
一般取两项
z 1 B' p
z 1 B V
z 1 BP RT
R—K Eq 式(2-6)、式(2-22) 4
普遍化关系式法
① 两参数通用Z图 z f Tr , Pr
或Vr≥2时用,
z 1 BP 1 BPc Pr
RT
RTc Tr
BPc B 0 B1
RTc
B 0 0.083 0.422 T 1.6
r
B1 1.139 0.172 T 4.2
r 6
B. 普压法:图2—9曲线下方,或Vr<2时用
z z 0 Z 1
Z0
2-7
图
查值
Z1
2-8
普遍化关系式法重点是三参数 运用三参数普遍化关系式计算时,
恒T、P下,
(xi dM ) 0
对VLE
X I d ln i 0
恒T下VLE数据热力学检验:积分法、微分法
恒P下VLE数据热力学检验。Herrington经验检验法
33
第十章 化学反应平衡
一.基本概念
1.反应进度的表达式
简单反应 复杂反应
dni i dE
r
dni ij d j j 1
J
T P Cp
26
3.微分等熵膨胀系数
S
T P S
>0
4. 熵效率 S
T V
S
T P Cp
膨胀
S
WS 不 WS 可
WS WSR
H1 H‘2 H1 H2
压缩:
S
WSR WS
H1 H2 H1 H 2’
5. 制冷系数:
q0
WS
27
6.热效率:
WS
QH
7.热力系数: Q0
等T:
积分
H V T V
P T
T P
S V P T T P
H T
P2 P1
V
T
V T
dP
P
ST
P2 P1
V T
P
dP
用剩余性质计算 H = H*+HE
S = S*+SE
13
2.有关HE,SE 的计算
图解积分法; 普遍化方法
普维法(计算) 普压法(查图计算)
一定是要注意普维法和普压法的应用条件。
7
3.真实气体混合物 真实气体混合物PVT性质计算方法同真实气体, 有两种方法,一种是EOS法,另一种是普遍化关系 式法。
EOS法:virial Eq、 R—K Eq 普遍化关系式法 :D-law + Z图法;