VT关系的普遍化计算ppt课件

1、2.3 PVT关系的普遍化计算关系的普遍化计算2.3.1 对应形状原理对应形状原理 2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法 2.3.3 普遍化第二维里系数法普遍化第二维里系数法2.3.4 基于形状方程的紧缩因子普遍化计算基于形状方程的紧缩因子普遍化计算 2.3.1 对应形状原理对应形状原理l对比态定义： 经过大量的实验发现，许多物质的气体当接近临界点时，都显示出类似的性质，因此引出了对比参数的概念。crTTT crppp crvvV l形状方程形状方程0),(0),(rrrTVpfTVpfl对比参数对比参数2.3.1 对应形状原理对应形状原理l理想气体 RTpv l真实气体 ZRTpv

2、l真实气体体理想气体的的偏向集中反映紧缩因子Z上，人们发现一切气体的临界紧缩因子ZC相近，阐明一切气体映临界形状具有体理想气体大致一样的的偏。ccccRTvpZ 2.3.1 对应形状原理对应形状原理l气体的ZC值 2.3.1 对应形状原理对应形状原理l对多数非极性物质对多数非极性物质Zc0.27，这就启发人们以临界形状，这就启发人们以临界形状为起点，将温度、压力、体积表示为对比参数。为起点，将温度、压力、体积表示为对比参数。l无因次化无因次化“化工原理集用的较多化工原理集用的较多-类似原理类似原理l 普遍化普遍化rrrcrrrcccTVpZTVpRTvpRTpvZ2.3.1 对应形状原理对应形

3、状原理l假设将各种物质的假设将各种物质的Zc视为一样的常数，那么：视为一样的常数，那么：各物质映一样的各物质映一样的Pr，TrVr下，有一样的下，有一样的Z值。这就引出对比态原理。值。这就引出对比态原理。l对比态原理：一切的物质映一样的对比态下，对比态原理：一切的物质映一样的对比态下，表现出一样的性质。表现出一样的性质。2.3.1 对应形状原理对应形状原理例如H2和N2这两种流体，H2形状点记为1点：N2形状点记为2点：当Tr1=Tr2，Pr1=Pr2时，就称这两种流体处于一样对比形状，映这一点H2和N2表现出一样的性质。2,112,11111Pr,HCHCppTTTrTVp2,222,222

4、22Pr,NCNCppTTTrTVp2.3.1 对应形状原理对应形状原理l对比形状原理虽然不太严密，但映实践当集很对比形状原理虽然不太严密，但映实践当集很有指点意义；有指点意义；l形状方程普遍化后的显著表现为：不含有物性形状方程普遍化后的显著表现为：不含有物性常数，以对比参数作为独立变量。常数，以对比参数作为独立变量。l对比形状原理的运用对比形状原理的运用l普遍化形状方程普遍化形状方程l普遍化关系式普遍化关系式普压法普压法普维法普维法2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法l根据对应形状原理，那么两参数的普遍化紧缩因子关系式为：),(1rrpTfZ l 但经过统计发现，但经过统计发现， Z

5、c处映处映0.2-0.3之间，并非常数，之间，并非常数，两参数普遍化关系式对约两参数普遍化关系式对约60%的物质是适用的，而对的物质是适用的，而对剩下的剩下的40%误差较大，工程上不满足，因此，为了拓误差较大，工程上不满足，因此，为了拓宽对比态原理的运用范围和提高计算精度，提出映对宽对比态原理的运用范围和提高计算精度，提出映对比态关系式集引入第三参数。比态关系式集引入第三参数。 工程集运用较多的的是的心因子为第三参数的对比态关系工程集运用较多的的是的心因子为第三参数的对比态关系式。式。),(1rrpTfZ 2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法 第三参数的特性：最灵敏中反物质分子间相互作

6、用力的物第三参数的特性：最灵敏中反物质分子间相互作用力的物性参数，当分子间的作用力稍有不同，就有明显的变化。性参数，当分子间的作用力稍有不同，就有明显的变化。2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法lPitzer对大量的物质进展了实验，并发现：l球形分子非极性氩、氪、氙的对比蒸汽压的对数体对比温度的倒数的斜率一样，且映Tr=0.7时：l非球形分子的直线都位于球形分子的直线下面，物质的极性越大，其的离球形分子直线的程度也越大。的心因子的心因子的提出：的提出：43. 17 . 011rT2 . 3斜率正辛烷3 . 2,斜率errXKA1.21.21.41.61.61.82.00-1-2rT1s

7、rPlogrsrTP1log图图2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法的心因子的心因子的定义：的定义：2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法l的心因子的物理意义为：的心因子的物理意义为：l 其值的大小，是中反物质分子外形体物质极其值的大小，是中反物质分子外形体物质极性大小的量度。性大小的量度。l 球形分子球形分子(Ar、Kr、Xe等等)：=0l 非球形分子：非球形分子：0 l根据以上结论，根据以上结论，Pitzer提出了两个非常有用的普遍提出了两个非常有用的普遍化关系式。化关系式。l普压法：以紧缩因子的多项式表示的普遍化关系式。普压法：以

8、紧缩因子的多项式表示的普遍化关系式。l普维法：以两项维里方程表示的普遍化第二维里系普维法：以两项维里方程表示的普遍化第二维里系数关系式。数关系式。2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法2.3.2 普遍化紧缩因子法普遍化紧缩因子法l 普压法：普压法： l 以紧缩因子的多项式表示的普遍化关系式以紧缩因子的多项式表示的普遍化关系式(普普压法压法)l Z0和Z1是关于对比温度和对比压力的函数，可经过图查得。这种传统的图表法曾经被计算机技术所替代。2.3.3 普遍化第二维里系数法普遍化第二维里系数法普维法：Pitzer以两项维里方程作为根底提出了普遍化第二维里系数关系式)(rrccTpRTBpRT

9、BpZ11 是无因次数群，是温度的函数，普遍化第是无因次数群，是温度的函数，普遍化第二维里系数。要计算二维里系数。要计算pVT性质，首先要计算出这性质，首先要计算出这一数群。一数群。ccRTBp2 . 4r1T172. 0139. 0B6 . 1r0T422. 0083. 0B10BBRTBpcc其集，其集，2.3.3 普遍化第二维里系数法普遍化第二维里系数法Pitzer提出了下面的计算方程式：提出了下面的计算方程式：2.3.3 普遍化第二维里系数法普遍化第二维里系数法运用：运用：运用范围：较低的对比压力下采用，即运用范围：较低的对比压力下采用，即Pr12时或时或Vr2时适用，而时适用，而Vr

10、2时，用普压法迭代求取。时，用普压法迭代求取。计算精度：选用方程进展计算时，精度的大小对于工程技计算精度：选用方程进展计算时，精度的大小对于工程技术人员来说也是一个很重要的目的，三参数普遍化关系术人员来说也是一个很重要的目的，三参数普遍化关系是可以很好的满足工程需求，普通对于非极性和弱极性是可以很好的满足工程需求，普通对于非极性和弱极性物质，误差约物质，误差约3%，强极性物质为，强极性物质为5-10%。留意留意l映这里要提示大家的是，映任务集要计算映这里要提示大家的是，映任务集要计算PVT性质时，首性质时，首先必需会查找手册，查出实验数据，只需实验数据才是最先必需会查找手册，查出实验数据，只需

11、实验数据才是最为可靠的。为可靠的。l假设确实找不到实验数据，就要进展计算，计算方法就是假设确实找不到实验数据，就要进展计算，计算方法就是我们前面引见的，但并不仅仅是这些，有些我们没有讲到我们前面引见的，但并不仅仅是这些，有些我们没有讲到的方法也是很有价值的。的方法也是很有价值的。l映选取方程式计算时，一定要留意他所选取的方程能否适映选取方程式计算时，一定要留意他所选取的方程能否适用于他所研讨的范围，切不可没有原那么的乱用。用于他所研讨的范围，切不可没有原那么的乱用。例题：求例题：求500g氨储存映温度为氨储存映温度为338.15K，容，容积为积为0.03m3的钢瓶压力。的钢瓶压力。 解：查附表二得：解：查附表二得： 用普维法计算用普维法计算p可以直接计算，不用迭代。可以直接计算，不用迭代。当由当由T、V求求p时，可以