Термодинамический расчет заданной смеси
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Кафедра: «Технология органического и нефтехимического синтеза» КУРСОВАЯ РАБОТА ПО КУРСУ: «Физико-химические свойства растворов» Выполнил: студент III - ХТ - 2 Степанов В. Н. Принял: к. х. н., доцент Саркисова В. С. Cамара, 2005 г. Исходные данные: |
| Tb, К | Tc(эксп)К | Pc(эксп),bar | Vc(эксп), см3/моль | W(эксп) | Zc | yi | | 2.3-диметилбутан | 331.13 | 499.98 | 31.27 | 358 | 0.247 | 0.270 | 0.37 | | цис-1,2-диметилциклогексан | 402.90 | 606.00 | 29.3 | 461,73 | | | 0.22 | | метил-третбутиловый эфир | 328.30 | 497.10 | 34.3 | 334 | | | 0.1 | | индан | 451.10 | 684.90 | 39.5 | 389 | | | 0.31 | | |
Задание: 1. Для четырехкомпонентной смеси заданного состава рассчитать энтальпию, энтропию, теплоемкость в стандартном состоянии при заданной температуре. 2. Псевдокритические свойства: температуру, давление, объем, ацентрический фактор и коэффициент сжимаемости. 3. Плотность: 3.1. Ненасыщенной газовой и жидкой смеси при температуре, соответствующей приведенной температуре 0,95 в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 1. Построить график зависимости. 3.2. Плотность жидкой смеси на линии насыщения в диапазоне температур от 298К до критической с шагом 25К. Построить график зависимости. 4. Энтальпию, энтропию, теплоемкость смеси при заданной температуре в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 10. Построить график зависимости соответствующего свойства от давления. 5. Энтальпию испарения в стандартном состоянии при давлении отличном от 1 атм для диапазона температур для диапазона температур от 298К до критической с шагом 25К. 6. «Кажущуюся» стандартную энтальпию образования смеси в жидком состоянии . 7. Вязкость смеси при температуре 730 К и приведенном давлении 10. 8. Теплопроводность смеси при температуре 730К и приведенном давлении 10. Решение: 1. Для расчета т/д характеристик смеси нужно знать параметры компонентов этой смеси. Для 2,3-диметилбутана при вычислении используем следующую формулу: где для диапазона температур : и т.д. Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона. При расчете используем уже найденные значения для диапазонов температур: При расчете получаем: . Для цис-1,2-диметилциклогексана при вычислении используем следующую формулу: где для диапазона температур : и т.д. Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона. При расчете цис-1,2-диметилциклогексана используем уже найденные значения для диапазонов температур: При расчете цис-1,2-диметилциклогексана получаем: . Для метил-третбутилового эфира при вычислении используем следующую формулу: где для диапазона температур : и т.д. Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона. При расчете используем уже найденные значения для диапазонов температур: При расчете получаем: . Для индана при вычислении используем следующую формулу: где для диапазона температур : и т.д. Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона. При расчете используем уже найденные значения для диапазонов температур: . При расчете получаем: . Для смесей в состоянии идеального газа энтальпия, энтропия и теплоемкость рассчитываются аддитивно с учетом переменной состава: ; ; . 2. Псевдокритический объем смеси определяется, как функция от состава смеси и критических объемов чистых компонентов смеси: , при этом получена матрица: |
| 1 | 2 | 3 | 4 | | 1 | 392.0816 | 265.4731 | 102.3749 | 342.5268 | | 2 | 265.4731 | 178.7814 | 69.4187 | 231.5124 | | 3 | 102.3749 | 69.4187 | 26.7200 | 89.4788 | | 4 | 342.5268 | 231.5124 | 89.4788 | 299.0632 | | |
Псевдокритическая температура рассчитывается, как функция от критической температуры, критического объема и состава смеси: При этом получена следующая матрица: |
| 1 | 2 | 3 | 4 | | 1 | 196032.9584 | 146127.9295 | 51037.78151 | 200440 | | 2 | 146127.9295 | 108341.532 | 38100.82371 | 149150.3 | | 3 | 51037.78151 | 38100.82371 | 13282.512 | 52210.23 | | 4 | 200440.0092 | 149150.2849 | 52210.23284 | 204828.4 | | |
Ацентрический фактор смеси рассчитывается аддитивно: . Ацентрические факторы чистых компонентов смеси рассчитываются по уравнению: , , где: , Рс - критическое давление, атм. Псевдокритическое давление смеси рассчитывается через уравнение: , где: - псевдокритический коэффициент сжимаемости, определяемый с помощью таблиц Ли-Кесслера и разложения Питцера. 3. 3.1. Плотность ненасыщенной газовой и жидкой смеси определяем по формуле:, где: - молекулярная масса смеси, определяемая по правилу аддитивности. - объем смеси, определяемый по уравнению Менделеева-Клапейрона: , - фактор сжимаемости смеси, определяемый с помощью разложения Питцера и таблиц Ли-Кесслера. Для диапазона приведенных давлений от 0,01 до 1 имеем: |
Pr | P, атм | z(0) | z(1) | z | Vm, см3/моль | сm, г/см3 | | 0.01 | 0.3316 | 0.9961 | -0.0012 | 0.9958 | 135736.7088 | 0.00075 | | 0.05 | 1.6578 | 0.9803 | -0.0062 | 0.9787 | 26680.6560 | 0.00382 | | 0.10 | 3.3156 | 0.96 | -0.0126 | 0.9567 | 13040.6132 | 0.00782 | | 0.20 | 6.6312 | 0.9174 | -0.0262 | 0.9105 | 6205.5229 | 0.01644 | | 0.40 | 13.2624 | 0.8206 | -0.0589 | 0.8051 | 2743.5055 | 0.03719 | | 0.60 | 19.8936 | 0.6967 | -0.1110 | 0.6674 | 1516.3113 | 0.06728 | | 0.80 | 26.5248 | 0.141 | -0.0540 | 0.1268 | 215.9884 | 0.47236 | | 1.00 | 33.1559 | 0.1705 | -0.0607 | 0.1545 | 210.5945 | 0.48446 | | 1.20 | 39.7871 | 0.1998 | -0.0678 | 0.1819 | 206.6516 | 0.49370 | | 1.50 | 49.7339 | 0.2432 | -0.0788 | 0.2224 | 202.1250 | 0.50476 | | 2.00 | 66.3119 | 0.3138 | -0.0967 | 0.2883 | 196.4949 | 0.51922 | | 3.00 | 99.4678 | 0.4501 | -0.1310 | 0.4156 | 188.8181 | 0.54033 | | 5.00 | 165.7797 | 0.7092 | -0.1943 | 0.6580 | 179.3773 | 0.56877 | | 7.00 | 232.0916 | 0.9561 | -0.2526 | 0.8895 | 173.2122 | 0.58902 | | 10.00 | 331.5594 | 1.3108 | -0.3339 | 1.2228 | 166.6762 | 0.61211 | | |
Зависимость имеет вид: 3.2. Плотность жидкой смеси на линии насыщения определяется по формуле: , где: определяется по уравнению Ганна и Ямады: , где: , и Г - функции приведенной температуры. Для диапазона температур :
Страницы: 1, 2
|