石大远程在线考试 化工热力学

1、中国石油大学（北京）远程教育学院期 末 考 核 化工热力学 少选择 2 100 分）1. 在众多的状态方程中,写出三个常用的状态方程。根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择其中一个状态方程、对其PVT关系的计算准确度进行分析，并提出改进的方向和意见。丙烯的PVT 状态分析本人工作的单位是神华新疆公司，通过对于单位甲醇中心工段的压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。CHCH=CH， 分子量为23度为空气的1.46 倍，临界温度为91.8，临界压力为4.6Mpa,爆炸极限为选择用R-K状态方程计算对液态丙烯的PVT Tc=364.9K;Pc=46.0*MPa,下面 是厂里给定的丙烯性质数

2、据。101?为了计算方便，用excel换算和简单计算得到新的数据如下：-40）K温度 233（-30243-20253-1026305283 293 303 313 31.419 2.124 3.063 4.313 5.848 7.78 10.1 13.0 16.5 268 791 821 231 65MPa摩尔体积 54560 26948 19520 14403 10810 8235 6354 6354 4952 3.928 .032 .912 .984 .352 .056 .080 .080 .816 .（1*10m）/molaRT- R-K方程：p=16.3409(mPaKmol) 25

3、?0.6?T0.42748Rv?bTv(v?)9.3146.?364.042748?85.02.5222.5=b=5.714510(m mol)p 0.08664RT4.6?100.08664 8.3146 364.9?5C?6C由上表又知道摩尔体积4.6?10p6CR-Kexcel可分别计算得到各温度下的压力值1（）压力P1.41 2.12 3.06 4.31 5.84 7.78 10.1 13.08 16.52 20.5648 31 34 85 68 791 21 31 80MP(1*10 96-1计算压力 1.02 2.17 3.11 4.39 6.06 8.25 11.4 11.44

4、15.14 19.92M(1*10P 8806 82 03 79 05412 126788Pa)状态方程计算得数据与给定值比较可得如下数据图：R-K用25给定值计算值20151050323313273253263283293303233243通过计算和上图的数据对比，可得结论：利用神华新疆公司给定丙烯性质数值，代入V值，用R-K方程计算所得的压力值P与给定的P从Recfisol1为0.13Mpa,温度为-40，进入压缩机入口分离器饱和并计量后，气体压力为0.12Mpa,温度为-40进入，丙烯压缩机一段，由闪蒸罐出来的丙烯闪蒸汽压力为0.525Mpa,温度为-5.5，进入丙烯压缩机的中段，两股气

5、体均被压缩到0.9Mpa, 烯冷凝，液体丙烯进入丙烯贮槽，压力为1.85Mpa,温度为45，为 一路进入压缩机入口分离器，通过液位调节以补充进口丙烯气流量，Recfisol来的会和,从管程中来的液体通过旁路进一步调节温度至-20、压力为0.485MPa，离开系统进Recfisol，以提供低温甲醇洗的液体丙烯大小，调节喷淋混合来完成的。N置换丙烯，然后用空气置换 N开车时先用N 置换空气，再用丙烯置换N 。22222. 根据功热转换的原理，选择一个体系或者工况进行节能过程分析。要求给出详细的计算步骤和过程分析。知识点提示：选择一个热工转换或者制冷、热泵系统，运用热力学第一定律、热力学第二定律进行

6、过程计算。常见冷库的制冷原理卡诺循环，以下是用理论制冷循环的分析和计算。、制冷循环系统的基本组成循环回路中能够不停的循环流动，即称为制冷循环系统。制冷剂在流经制冷循环系统的各相关部位，将发生由液态变为气态，依照上述要求，蒸汽压缩式制冷循环系统如图1所示。蒸汽压缩式制冷循环系统主要有四大部件组成，即压缩机、冷凝器、个能使制冷剂循环流动的封闭系统。图1 单级蒸汽压缩式制冷循环系统1制冷压缩机 2冷凝器 3节流元件 4蒸发器、制冷循环过程境介质水或空气，从而使制冷剂蒸汽冷凝成液体。节流元件中，从入口端的高压pk降低至低压p0，从高温降低到t0，并出现少量液体汽化为蒸汽。介质温度降低，实现制冷的目的。

7、、逆卡诺循环理想制冷循环的过程计算根据理论制冷循环的假设条件，单级蒸气压缩式制冷理论循环工作过程，在压焓图上的表示如图2所示。图2 单级蒸汽压缩式制冷循环理论在lgp-h图上的表示p0点 2 2）状态点2 的高温高压制冷剂蒸气进入冷凝器，经冷凝器与环境介 qk 后沿等压线pk冷却至饱和蒸汽状态点2然后冷凝至饱和状态点质无温差。3）状态点3 的饱和制冷剂液体经节流元件节流降压，沿等焓线（节流过程中焓值保持不变）由冷凝压力pk 降至蒸发压力p0，到达湿蒸气状态点4，膨胀过程完成。4）状态点4 的制冷剂湿蒸气进入蒸发器，在蒸发器内吸收被冷却介质的热量沿，蒸发过程完成。制冷剂的蒸发温度与被冷1 汽化，

8、到达饱和蒸汽状态点p0等压线却介质间无温差。单级蒸汽压缩式制冷理论循环的性能指标有单位质量制冷量、单位容积制冷量、理论比功、单位冷凝热负荷及制冷系数等。1、单位质量制冷量 制冷压缩机每输送1kg制冷剂经循环从被冷却介质中吸取的冷凉称为单位质量制冷量，用q0表示。其表达式为：q0=h1-h4=r0（1-x4）式中 X4节流后气液两相制冷剂的干度。单位质量制冷量q0在压焓图上相当于过程线1-4在h轴上的投影(见图2)。2、单位容积制冷量 制冷压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气（吸气状态计）循环从被冷却介质中制取的冷量，称为单位容积制冷量，用qv表示。其表达式为：qhh= qv=式中qv单位容vv0411

9、1积制冷量（k 制冷剂在吸气状态时的比体积（m3/kg）; 制冷压缩机按等熵压缩时每压缩输送1kg制冷剂蒸气所消耗的功，称为理论比功，用w0表示。其表达式为：w0=h2-h1式中 w0理论比功（kJ/kg）;h2压缩机排气状态制冷剂的比焓值（kJ/kg）;）kJ/kg压缩机吸气状态制冷剂的比焓值（h1机每输送qk制冷压缩+(h02-h3)= h2- h3 h2-h2qk= qk单位冷凝热负荷（）式中 h2与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所具有的比焓值（kJ/kg）;h3与冷凝压力对应的饱和液状态所具有的比焓值（kJ/kg）;在压焓图中，qk相当于等压冷却、冷凝过程线2-2-3在h轴上的投影（见图h4=h3可以看出，对于单级蒸气压缩式制冷理论循环，存在着下列关系qk=q0+w0 的代价之比，称为理论循环制冷系数，用0表示，即qh?h=0=根据以上几个性wh2?h04110能指标，可进一步求得制冷剂循环量、冷凝器中放出的热量、压缩机所需的理论功率等数据。3. 在众多的活度系数模型，请写出三个常用的活度系数模型摩尔过量Gibbs自由能 表达式以及对应的二元组分活度系数的表达式。g4.E为石油化工过程中的含有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烷、丁烯-1程和步骤，并对其结果进行分析和讨论。相平衡的计算，一定