Контрольна робота
Теоретичні основи фазового рівноваги компонентів суміші
Зміст
1. Термодинамічні основи фазового рівноваги розчинів
. Розрахунок фазового рівноваги системи рідина-пар бінарних і багатокомпонентних сумішей
.1. Інтерполяційні рівняння розрахунку рівноваги потрійний суміші азот-аргон-кисень
.2. Розрахунок фазового рівноваги сумішей кисень-криптон і криптон-ксенон
.3. Розрахунок параметрів фазового рівноваги бінарних і потрійних сумішей молекул водню
.4. Розрахунок параметрів фазового рівноваги багатокомпонентної углеводородсодержащих суміші
. Основи теорії массопередачи при поділі суміші методом ректифікації
. Визначення параметрів теплофізичних властивостей суміші
Література
1. Термодинамічні основи фазового рівноваги розчинів
В апаратах вузлів низькотемпературної ректифікації застосовуються двофазні системи, що складаються з рідкої і парової фаз і включають два або більше компонентів. На контактних пристроях здійснюється зіткнення рідкої і парової фаз, і в результаті тепло- і масообміну відбувається безперервний обмін речовиною між фазами, які прагнуть до рівноваги. рідина пар бінарний суміш
Для визначення умов фазового рівноваги розглядають закриту систему, в якій здійснюється обмін речовиною між фазами. У той же час кожна з фаз являє собою відкриту систему, так як є розчином зі змінним складом [27].
У випадку, коли рідка фаза є ідеальним розчином і описується законом Рауля, парціальний тиск компонента в ідеальному розчині
p i = p si ( T ) x i ,
де p si ( T )- тиск насиченої пари чистого компонента при температурі розчину Т ; x i - молярна частка компонента в рідкій фазі.
При знаходженні рівноважних концентрацій пари або рідини часто використовують константу фазового рівноваги
,
де y i - молярна частка компонента в паровій фазі, а також коефіцієнт поділу
.
В окремому випадку для ідеальних газів і розчинів.
Для ідеальних розчинів з ідеальною газовою сумішшю в паровій фазі при Т =const коефіцієнт поділу може бути знайдений з відносини парціальних тисків компонентів:
.
Значення концентрації i -го компонента в паровій фазі визначають з рівняння
.
Температуру насичення при фазовому переході в ідеальних розчинах по заданому тиску і складу знаходять з трансцендентного рівняння
.
Якщо пар є неідеальної сумішшю, то для збереження простого зв'язку між ізотермічними змінами хімічного потенціалу і мірою здатності речовини переходити з однієї системи в іншу вводять величину f - летючість, або фугітівность. У загальному випадку летючість реального речовини є складною функцією стану від температури і тиску. Значення летючості наближається до величини тиску при зближенні властивостей реального речовини з властивостями ідеального газу, т. Е.
.
Відносини і називають коефіцієнтами летючості і парціальної летючості, a f i - парциальной летючість.
При проведенні досліджень і вирішенні практичних завдань зручно оперувати еталонними, або стандартними, станами, які входять у визначення «летючість». Вводячи поняття стандартного стану (позначено надрядковим індексом 0), отримують для компонента суміші. Це так звана відносна летючість, або активність, а величина, що отримала назву «коефіцієнт активності»,
аналогічна коефіцієнту летючості, або фугітівності,.
Для газів за стандартне завжди приймають такий стан, в якому летючість дорівнює одиниці [28], внаслідок чого активність чисельно дорівнює летючості, т. е..
Для рідин стандартні стану конденсованої і парової фаз повинні узгоджуватися. В якості визначального фактора зазвичай використовують тиск насиченої пари, при якому летючість парової фази і летючість рідкої фази рівні, т. Е..
Стандартне стан визначають як стан чистого речовини при температурі і тиску системи, тоді
,
де v L - молярний об'єм рідини; R - газова постійна;- Коефіцієнт Пойнті...
