奥鹏2015秋季中国石油大学(北京)远程教育学院期末考核《化工热力学 》答案

奥鹏2015秋季中国石油大学(北京)远程教育学院期末考核《化工热力学》答案，密度为0.90g/cm³，沸点为-47.6℃，熔点为-173.2℃。在常温常压下，丙烯为气态。常用的三个状态方程包括范德瓦尔斯方程、理想气体状态方程和RK方程。在丙烯的PVT状态分析中，我们选择RK方程进行计算。RK方程是根据热力学基本原理推导而来的状态方程，适用于计算高压、高温下气体的物理化学性质。丙烯在高温、高压下的物理化学性质对于丙烯压缩工段的设计和运行具有重要意义。因此，我们选择RK方程进行丙烯的PVT状态分析。在进行计算时，我们发现RK方程对于低温、低压下的气体物理化学性质计算准确度较高，但在高温、高压下的计算准确度有待提高。因此，我们建议在高温、高压下的丙烯物理化学性质计算中，可以结合其他状态方程进行计算，以提高计算准确度。参考文献：《化工热力学》（第三版）李晓明、张三等编著，化学工业出版社，2015年。2.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。热泵系统的节能过程分析热泵系统是一种能够将低温热源中的热量转移到高温热源中的装置，具有很高的节能效果。在本次分析中，我们选择热泵系统进行节能过程分析。热泵系统的节能原理是利用热力学第一定律和热力学第二定律，将低温热源中的热量通过压缩、冷凝、膨胀等过程转移到高温热源中，从而实现能量的转换和利用。在节能过程中，我们需要对热泵系统的各个参数进行计算和分析。首先，我们需要确定热泵系统的工作状态和参数，包括低温热源的温度、高温热源的温度、压缩机的压比、制冷剂的种类和性质等。然后，我们可以利用热力学第一定律和第二定律，计算热泵系统的制冷量、制热量、功率等参数，并对其进行分析和比较。在进行计算时，我们需要注意制冷剂的选择和性质对于热泵系统的影响，以及热泵系统的设计和运行对于节能效果的影响。通过对热泵系统的节能过程进行分析，我们可以优化热泵系统的设计和运行，提高其节能效果。参考文献：《热力学基础》（第四版）高立，高等教育出版社，2016年。丙烯是一种具有挥发性和易燃性的有机化合物，分子量为42.08，沸点为-47.7℃，熔点为-185.25℃。它的密度为空气的1.46倍，临界温度为91.8℃，临界压力为4.6Mpa，爆炸极限为2.0～11％（vol），闪点为-108℃。因此，在贮藏时需要特别小心，一旦发生泄漏，由于丙烯比空气重，容易积聚在低洼处及地沟中。如果在流动过程中遇到火星，则极易引起爆炸，造成严重后果。为了分析液态丙烯的PVT关系准确度，我们选择使用R-K状态方程进行计算。从《化工热力学》（陈光进等编著）中查得丙烯的临界数据为Tc=364.9K，Pc=46.0*101MPa。下面是厂里给定的丙烯性质数据。为了方便计算，我们使用Excel进行换算和简单计算，得到了新的数据。根据R-K方程，我们可以计算各温度下的压力值P1。具体计算过程如下：首先，我们需要计算出R-K方程中的参数a、b、C。根据公式，我们可以得到a=16.3409(mPaKmol)，b=5.7145105(m3•mol1)，C=64.610。然后，根据表格中给出的摩尔体积V，我们可以使用R-K方程计算出各温度下的压力值P1，具体计算结果如上表所示。总的来说，使用R-K状态方程进行计算可以得到液态丙烯的PVT关系，这对于丙烯的生产和贮存具有重要的意义。根据R-K状态方程计算得到的数据与给定值比较后，可以得出结论：利用延安石化厂给定的丙烯性质数值代入V值，用R-K方程计算所得的压力值P与给定的P值偏差很小。简单来说，就是根据给定的数据，通过计算得到的结果与实际数据非常接近。制冷流程简述如下：首先，从Recfisol来的丙烯气体与丙烯过冷器壳侧排出的气体混合，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。接着，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。两股气体均被压缩到0.9Mpa，102℃排出，压缩后的气体被丙烯冷凝，液体丙烯进入丙烯贮槽，压力为1.85Mpa，温度为45℃。在丙烯机气体排出口有一回到入口气进入丙烯回路管线补充气量之不足，以防止丙烯压缩机喘振。从丙烯贮槽出来的液体丙烯进入闪蒸槽，闪蒸气进入丙烯机中段，从丙烯压缩机出口处引一管线为防喘振二段回路。液体丙烯压力为0.525Mpa、温度为-5.5℃，从闪蒸槽底部引出来，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，另一路进丙烯深冷器，通过自身丙烯闪蒸以降低温度，壳侧丙烯气与Recfisol来的混合，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，以提供低温甲醇洗所需冷量。为防止丙烯中微量水份在闪蒸过程中冻结，还需向系统注入少量甲醇，甲醇的喷淋是通过计量泵出口甲醇与丙烯贮槽到闪蒸槽的液体丙烯大小，调节喷淋混合来完成的。由于丙烯易燃易爆，因此，在设备维修前后都必须用N2置换丙烯，然后用空气置换N2。在开车时，先用N2置换空气，再用丙烯置换N2。二、冷库制冷原理的分析冷库的需求量越来越大，为了满足人们的现代生活需要，需要了解其制冷过程和原理。冷库的制冷原理涉及了热力学第一定律，为逆卡诺循环。下面我们通过压焓关系来分析其制冷过程和原理。制冷循环系统的基本组成包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀。制冷循环系统的工质是制冷剂，其在蒸发器中吸收热量，使蒸发器内的温度降低，然后被压缩机压缩，使其温度升高，然后在冷凝器中释放热量，使其温度降低，最终通过节流阀使其压力降低，回到蒸发器中。根据压焓关系，制冷循环系统的制冷效率可以用制冷量与所需功率的比值来表示。通过对制冷循环系统的节能过程分析，可以选择一个体系或者工况进行分析，给出详细的计算步骤和过程分析。单级蒸汽压缩式制冷循环系统是由不同直径的管道和制冷剂组成的封闭回路，利用制冷剂在循环中不断变化的状态，实现制冷的目的。制冷剂在流经系统中的不同部位，会发生液态和气态之间的转化，利用制冷剂气化时吸收热量，冷凝时放出热量的性质，达到制冷的效果。系统由四大部件组成，包括制冷压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器，通过不同直径的管道串接起来，使制冷剂能够循环流动。制冷压缩机通过抽吸蒸发器中的制冷剂蒸汽，将其压缩成高压、过热蒸汽，并送入冷凝器。在冷凝器中，制冷剂蒸汽放出热量，冷凝成液体。冷凝后的液体仍处于高压状态，流经节流元件进入蒸发器。在节流元件中，制冷剂从高压降至低压，从高温降至低温，并出现少量液体汽化为蒸汽。制冷剂液体流入蒸发器后，吸收热量并逐渐变为蒸汽，从被冷却介质中吸收所需的汽化热，实现制冷的目的。逆卡诺循环是理想制冷循环的过程计算。在单级蒸汽压缩式制冷理论循环工作过程中，制冷压缩机从蒸发器吸取蒸发压力为p的饱和制冷剂蒸汽，沿等熵线压缩至冷凝压力为pk，压缩过程完成。状态点2的高温高压制冷剂蒸气进入冷凝器，在与环境介质空气或水进行热交换后，放出热量qk，然后冷凝至饱和状态点3，冷凝过程完成。制冷剂与环境介质在冷却过程中有温差，在冷凝过程中则无温差。状态点3的饱和制冷剂液体通过节流元件降压，沿等焓线到达湿蒸气状态点4，完成膨胀过程。制冷剂湿蒸气在蒸发器内沿等压线p0汽化，吸收被冷却介质的热量，到达饱和蒸汽状态点1，完成蒸发过程。制冷剂的蒸发温度与被冷却介质间无温差。单级蒸汽压缩式制冷循环的性能指标包括单位质量制冷量、单位容积制冷量、理论比功、单位冷凝热负荷及制冷系数等。单位质量制冷量q0表示制冷压缩机每输送1kg制冷剂经循环从被冷却介质中吸取的冷量，其表达式为q0=h1-h4=r0（1-x4）（1-1）。在压焓图上，q0相当于过程线1-4在h轴上的投影。单位容积制冷量qv表示制冷压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气循环从被冷却介质中制取的冷量，其表达式为qv=v1/(h1-h4)。其中v1为制冷剂在吸气状态时的比体积。理论比功w0表示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，其表达式为w0=h2-h1。单位冷凝热负荷qk表示制冷压缩机每输送1kg制冷剂在冷凝器中放出的热量，其表达式为qk=h2-