第2章 流体及PVT关系.pptVIP

本章总结 能正确分析纯物质的p –V –T行为。 状态方程主要包括维里方程和立方型状态方程，各有优缺点，使用范围不同。 对比态法也是处理p –V –T关系的重要方法，它又包括两种三参数压缩因子图和普遍化的状态方程。 处理混合物的p –V –T关系时，需要使用合适的状态方程及其对应的混合规则。 液体的p –V –T关系比较特殊，除了状态方程外还有一系列的经验关系式。 使用情况： （1）Pitzer关系式对于非极性或弱极性的气体能够提供可靠的结果，误差在3％以内。 （2）应用于极性气体时，误差要增大到5％～10%。 （3）对于缔合气体和量子气体，使用时应当更加注意。 2.4 普遍化状态方程 普遍化状态方程特点： （1）用对比参数 代替变量T、p、V （2）状态方程中没有反映气体特性的常数，适用于任何气体。 常用的普遍化状态方程： （1）普遍化第二维里系数 （2）普遍化立方型状态方程 普遍化第二维里系数 定义：将 ， 代入舍项维里方程中得到： 其中， 是无因次的，称为普遍化第二维里系数。 参数：由于对于指定的气体，B仅仅是温度的函数，与压力无关，Pitzer提出如下的关联式： 式中， 都只是对比温度的函数，可以通过各自的表达式计算。 使用情况： Pitzer提出的压缩 因子关系式和普遍化的第二维里 系数均将压缩因子Z表示成对比温 度、对比压力和偏心因子的函数， 这两种方程的适用范围见图。 图2-9 利用普遍化方法进行p、V、T计算的过程： T,p,V 查图 查基本物 性常数表 在斜线上方 在斜线下方 普遍化立方型状态方程 将立方型状态方程中的p、V、T参数，在对比态原理的基础上，改换成对比态参数 的形式，并消去方程中的特定常数项，则可得到相应的普遍化立方型状态方程。 变换原理和方法 如van der Waals方程，利用等温线在临界点上的斜率、曲率均为零的特征，即： 便可以得到普遍化van der Waals方程： 利用同样得方法可得到普遍化RK方程： RK方程另一个普遍化的形式为： 2.5 流体pVT关系式的比较 V-D-W R-K S-R-K PR 立方型EOS 多参数EOS Virial方程 EOS B-W-R M-H 普遍化关系式 普遍化EOS 普遍化第二维里系数 普遍化立方型EOS 压缩因 子图 Pitzer三参数压缩因子图 Lydersen三参数压缩因子图 两参数压缩因子图 2.6 真实气体混合物的p –V -T关系 真实气体混合物的非理想性，可看成是由两方面的原因造成的 纯气体的非理想性 混合作用所引起的非理想性 真实气体混合物p –V -T性质的计算方法与纯气体的计算方法是相同的,也有两种 EOS 普遍化方法 但是由于混合物组分数的增加，使它的计算又具有特殊性。 混合规则 对于纯气体的p –V -T关系可以概括为： 若要将这些方程扩展到混合物，必须增加组成x这个变量，即表示为： 如何反映组成x对混合物p –V –T性质的影响，成为研究混合物状态方程的关键之处。 目前广泛采用的函数关系是混合规则。 混合规则：将状态方程中的常数项，表示成组成x以及纯物质参数项的函数，这种函数关系称作为混合规则。不同的状态方程，有不同的混合规则。 气体混合物的虚拟临界参数 如果用Pitzer提出的三参数压缩因子图处理气体混合物的p –V -T关系，如计算其压缩因子时，就需要确定对比参数 ，就必须解决混合物的临界性质问题。 可以将混合物视为假想的纯物质，将虚拟纯物质的临界参数称作虚拟临界参数。混合物的临界常数是通过一些混合规则将混合物中各组分的临界参数联系在一起。 表达式：最简单的是Kay规则，该规则将混合物的虚拟临界参数表示成： 虚拟对比变量为： 使用情况： （1）用这些虚拟临界参数计算混合物p –V -T关系关系时，所得结果一般较好。 （2）适用于 （3）对于组分差别很大的混合物，尤其对于具有极性组元的系统以及可以缔合为二聚物的系统均不适用。 （4）虚拟的对比变量仍然要求在适用斜线的下方，或者对比体积小于2的情况。 具体计