燃?xì)夥诸惥氛n件

1、關(guān)于燃?xì)獾姆诸惖谝粡?，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2 燃?xì)獾幕拘再|(zhì)第二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.1 混合氣體及混合液體的平均分子量、平均密度和相對(duì)密度表12及表13給出了燃?xì)饨M成中常見(jiàn)的低級(jí)烴和某些單一氣體的基本性質(zhì)。如何求解混合氣體及混合液體的基本特性呢？第三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一 、平均分子量混合氣體的平均分子量計(jì)算公式如下：式中 混合氣體平均分子量； 、 、 各單一氣體分子量； 、 、 各單一氣體分子量。第四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月混合液體的平均分子量計(jì)算公式如下：式中 混合液體平均分子量； 、 、 各單一液

2、體分子成分； 、 、 各單一液體分子量。第五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、平均密度和相對(duì)密度混合氣體平均密度計(jì)算公式如下：混合氣體相對(duì)密度計(jì)算公式如下：式中 混合氣體平均密度（kg/Nm3) 混合氣體平均摩爾容積（Nm3/kmol) 混合氣體相對(duì)密度（空氣為1）；1.293 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度（kg/Nm3)第六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月天然氣、焦?fàn)t煤氣都比空氣輕，而氣態(tài)液化石油氣約比空氣重一倍?；旌弦后w平均密度與101325Pa、277K時(shí)的水的密度之比稱為混合液體相對(duì)密度。常溫下，液態(tài)液化石油氣的密度是500kg/m3 ,約為水的一半。自學(xué)例題11、12第

3、七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.2 臨界參數(shù)及實(shí)際氣體狀態(tài)方程第八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、臨界參數(shù)臨界溫度：溫度不超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，對(duì)氣體進(jìn)行加壓，可以使氣體液化，而在該溫度以上，無(wú)論加多大壓力都不能使氣體液化，該溫度稱為氣體的臨界溫度。臨界壓力：在臨界溫度下，使氣體液化所必須的壓力叫做臨界壓力。C點(diǎn)為臨界點(diǎn)，這時(shí)的溫度TC、壓力PC、比容vc 、密度 分別叫做臨界溫度、臨界壓力、臨界比容和臨界密度。 氣體的臨界溫度越高，越易液化。第九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖11所示為在不同溫度下對(duì)氣體壓

4、縮時(shí)，其壓力和體積的變化情況。當(dāng)從E點(diǎn)開(kāi)始?jí)嚎s時(shí)至D點(diǎn)開(kāi)始液化，到B點(diǎn)液化完成；而當(dāng)氣體從F點(diǎn)開(kāi)始?jí)嚎s時(shí)至C點(diǎn)開(kāi)始液化，但此時(shí)沒(méi)有相當(dāng)于BD直線部分，其液化的狀態(tài)與前者不同。C點(diǎn)為臨界點(diǎn)。它既不屬于氣相，也不屬于液相。第十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月混合氣體的平均臨界壓力和平均臨界溫度按公式（19）（110）計(jì)算。同學(xué)自學(xué)。第十二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖12中的曲線是蒸汽和液體的分界線，曲線左側(cè)為液態(tài)，右側(cè)為氣態(tài)。由圖12可知，氣體溫度比臨界溫度越低，則液化所需壓力越小。由圖12發(fā)現(xiàn)， CH4的臨界溫度最低，H

5、2O的臨界溫度最高。天然氣主要成分為甲烷， CH4的臨界溫度很低，故很難液化。液化石油氣主要成分是丙烷(C3H8 ) 、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)和丁烯(C4H8),各種組分的臨界溫度較高，較易液化。第十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、實(shí)際氣體狀態(tài)方程當(dāng)燃?xì)鈮毫Φ陀?MPa、溫度在1020時(shí)，在工程上還可當(dāng)作理想氣體。當(dāng)壓力很高（如天然氣的長(zhǎng)輸管線中）、溫度很低時(shí)，必須采用實(shí)際氣體狀態(tài)方程。式中 氣體的絕對(duì)壓力（Pa）； 氣體的比容（m3/kg）； 壓縮因子； 氣體常熟J/(KG.K) 氣體的熱力學(xué)溫度（K）。第十五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月壓縮因子

6、的求解方法壓縮因子 是對(duì)比溫度 和對(duì)比壓力 的函數(shù)。 工作溫度； 臨界溫度； 工作壓力； 臨界壓力。 由圖13、14可以查得壓縮因子第十六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月混合氣體壓縮因子的求解方法先計(jì)算混合氣體的平均臨界壓力和平均臨界溫度；利用圖13、14求得壓縮因子；例題13、14自學(xué)。第十七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.3 粘度混合氣體的動(dòng)力粘度近似計(jì)算公式如（113）所示，這時(shí)不考慮溫度對(duì)粘度的影響?；旌蠚怏w的動(dòng)力粘度也可按公式（114）計(jì)算，這時(shí)考慮溫度對(duì)粘度的影響?；旌弦后w的動(dòng)力粘度可近似按公式（115）計(jì)算混合氣體及混合液體的運(yùn)動(dòng)粘度按公式（116）計(jì)

7、算。例題15自學(xué)。第十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.4 飽和蒸氣壓及相平衡常數(shù)第十九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、 飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系液態(tài)烴的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓，就是在一定溫度下密閉容器中的液體及蒸氣處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)蒸氣所表示的絕對(duì)壓力。蒸氣壓僅僅取決于溫度，與密閉容器的大小及溶液量無(wú)關(guān)。表15為不同溫度下部分液態(tài)烴的飽和蒸汽壓。由表中數(shù)據(jù)可以看出，溫度升高時(shí)，蒸氣壓增大；反之，溫度下降時(shí)，蒸汽壓降低。第二十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、混合液體的蒸氣壓根據(jù)道爾頓定律得：式中 為混合液

8、體任一組分的蒸氣分壓。根據(jù)拉烏爾定律得：式中 為混合液體任一組分的摩爾成分。 為該純組分在同溫度下的蒸氣壓。因此，混合氣體的蒸氣壓為：第二十二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月舉例：居民家中使用的液化石油氣主要組成為丙烷及丁烷，當(dāng)溫度一定時(shí)，其蒸汽壓取決于丙烷、丁烷的含量。當(dāng)使用容器中的液化石油氣時(shí)，總是先蒸發(fā)出較多的丙烷，而剩余的液體中丙烷的含量漸漸減少。所以，溫度雖然不變，容器中的蒸汽壓也會(huì)逐漸下降。第二十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、相平衡常數(shù)根據(jù)拉烏爾定律根據(jù)混合氣體分壓力定律由上面兩式得：式中 為混合液體任一組分的摩爾成分式中 為該組分在氣相中的摩爾成分。第

9、二十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相平衡常數(shù)表示在一定溫度下，一定組成的氣液平衡系統(tǒng)中，某一組分在該溫度下的飽和蒸氣壓 與混合液體蒸氣壓的 的比值是一個(gè)常數(shù) 。在一定溫度和壓力下，氣液兩相達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，氣相中某一組分的摩爾成分 與其液相中的摩爾成分 的比值，也是一個(gè)常數(shù) 。 工程上，常利用平衡常數(shù)k計(jì)算液化石油氣的氣相組成或液相組成。（計(jì)算方法同學(xué)自學(xué)）第二十五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.5沸點(diǎn)與露點(diǎn)第二十六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、沸點(diǎn)沸點(diǎn)：通常說(shuō)101325Pa壓力下液體沸騰時(shí)的溫度。沸點(diǎn)：廣義地說(shuō)，沸點(diǎn)指某壓力下液體沸騰時(shí)的溫度。

10、由表16可見(jiàn)，冬季當(dāng)液化石油氣容器設(shè)置在 以下的地方時(shí)，應(yīng)該使用沸點(diǎn)低的丙烷、丙稀組分高的液化石油氣。因?yàn)楸?、丙稀在寒冷的地區(qū)或季節(jié)也可以氣化。第二十七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、露點(diǎn)飽和蒸氣經(jīng)冷卻或加壓，立即處于過(guò)飽和狀態(tài)，當(dāng)遇到接觸面或凝結(jié)核便液化成露，這時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)。表15所列的飽和蒸氣壓相應(yīng)的溫度就是露點(diǎn)。氣態(tài)碳?xì)浠衔镌谀骋徽魵鈮簳r(shí)的露點(diǎn)也就是液體在同一壓力時(shí)的沸點(diǎn)。舉例：液態(tài)丙烷在20時(shí)的飽和蒸氣壓為0.248MPa；也可以說(shuō)液態(tài)丙烷在0.248MPa壓力時(shí)的沸點(diǎn)為20；也可以說(shuō)丙烷蒸氣在0.248MPa壓力

11、時(shí)的露點(diǎn)為20。第二十九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月碳?xì)浠衔锘旌蠚怏w的露點(diǎn)計(jì)算方法同學(xué)自學(xué)。在實(shí)際的液化石油氣供應(yīng)中，有時(shí)采用含有空氣的非爆炸性混合氣體。由于碳?xì)浠衔镎魵夥謮毫档?，因而露點(diǎn)也降低了。露點(diǎn)隨混合氣體的壓力及各組分的容積成分而變化，混合氣體的壓力增大，露點(diǎn)升高。當(dāng)用管道輸送氣體碳?xì)浠衔飼r(shí)，必須保持其溫度在露點(diǎn)以上，以防凝固，阻礙輸氣。丙烷、正丁烷與空氣混合物的露點(diǎn)，見(jiàn)圖19，110。第三十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例18（自學(xué)）結(jié)果表明，液化石油

12、氣中蒸氣壓大的丙烷組分蒸發(fā)得快，隨著液化石油氣得消耗，容器的液體中高沸點(diǎn)的組分正丁烷的比例在增加，所以溫度雖然不變，而容器中的蒸氣壓卻漸漸下降。最終容器中會(huì)殘留不能蒸發(fā)的C4 。露點(diǎn)的直接計(jì)算（見(jiàn)P20)液化石油氣的氣化潛熱由表19可知，溫度升高，氣化潛熱減小，到達(dá)臨界溫度時(shí)，氣化潛熱為零。第三十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.6 液化石油氣的氣化潛熱第三十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.7 容積膨脹液態(tài)碳?xì)浠衔锏娜莘e膨脹系數(shù)很大，約比水大16倍。在罐裝時(shí)必須考慮由溫度變化引起的容積增大，留出必須的氣相

13、空間容積。表110給出了部分液態(tài)碳?xì)浠衔锏娜莘e膨脹系數(shù)。液態(tài)碳?xì)浠衔锏娜莘e膨脹可以按公式(1-26)計(jì)算。第三十六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.8 爆炸極限爆炸極限：可燃?xì)怏w和空氣的混合物遇到明火而引起爆炸時(shí)的可燃?xì)怏w濃度范圍稱為爆炸極限。爆炸下限：當(dāng)可燃?xì)怏w的含量減少到不能形成爆炸混合物時(shí)的那一含量，稱為可燃?xì)怏w的爆炸下限。爆炸上限：當(dāng)可燃?xì)怏w的含量增加到不能形成爆炸混合物時(shí)的那一含量，稱為可燃?xì)怏w的爆炸上限。某些可燃?xì)怏w的爆炸極限列于表12、表13?；旌蠚怏w的爆炸極限計(jì)算方法見(jiàn)P22。第三十七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.9 水化物水化物：當(dāng)碳?xì)?/p>

14、化合物中的水分超過(guò)一定含量，在一定溫度壓力條件下，水能和氣相及液相的C1、C2、C3和C4生成結(jié)晶水化物CmHnXH2O(甲烷，x=67;乙烷， x=6；丙烷及異丁烷， x=17)水化物在聚集狀態(tài)下是白色的結(jié)晶體，或帶鐵銹色。一般水化物類似于冰或雪。水化物是不穩(wěn)定的結(jié)合物，在高溫或低壓的條件下易分解為水和氣體。在濕氣中形成水化物的主要條件：合適的壓力及溫度。第三十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、水化物生成條件圖114中，BC線左邊是水化物存在的區(qū)域，右邊是不存在的區(qū)域，BC是形成水化物的界限。點(diǎn)C是水化物存在的臨界溫度，高于此溫

15、度在任何高壓下都不能形成水化物。在濕氣中形成水化物的次要條件：含有雜質(zhì)、高速、紊流、脈動(dòng)，急劇轉(zhuǎn)彎等因素。如果氣體被水蒸氣飽和，即輸氣管的溫度等于濕氣的露點(diǎn)，則水化物即可以形成，因?yàn)榛旌衔镏兴魵夥謮哼h(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水化物的蒸氣壓。當(dāng)如果降低氣體中水分含量使得水蒸氣分壓低于水化物的蒸氣壓，則水化物也就不存在了。高壓輸送天然氣并且管道中含有足夠水分時(shí)，會(huì)遇到生成水化物的問(wèn)題，此外，丙烷在容器內(nèi)急速蒸發(fā)時(shí)也會(huì)形成水化物。第四十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、水化物的防止水化物的生成，會(huì)縮小管道的流通截面，甚至堵塞管線、閥件和設(shè)備。必須防止水化物的形成或分解已形成的水化物。有下面的兩種方法：1.采用降低壓力、升高溫度、加入可以使水化物分解的反應(yīng)劑（防凍劑）。2.脫水，使氣體中水分含量降低到不致形成水化物的程度。為此，要使露點(diǎn)降低到大約低于輸氣管道工作溫度57 ，使得在輸氣管道的最低溫度下，氣體的相對(duì)濕度接近于60