第二章 泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算

第二章泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月課內(nèi)作業(yè)（1）寫出泡點(diǎn)方程、露點(diǎn)方程（2）列出泡點(diǎn)溫度計(jì)算步驟框圖和露點(diǎn)溫度計(jì)算步驟框圖。熟悉其計(jì)算過程。（3）根據(jù)p12的輕烴K圖，當(dāng)系統(tǒng)溫度升高時(shí)，K值如何變化？當(dāng)系統(tǒng)壓力增加時(shí)，K值如何變化？（4）根據(jù)（3）題總結(jié)的K值變化特點(diǎn)，在泡、露點(diǎn)計(jì)算中，如何適當(dāng)?shù)恼{(diào)整試差的溫度（或壓力）？第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月本節(jié)內(nèi)容氣液平衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變量泡露點(diǎn)計(jì)算的重點(diǎn)、難點(diǎn)泡點(diǎn)溫度計(jì)算露點(diǎn)溫度計(jì)算第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算

Bubble-pointandDew-pointCalculationforMulticomponentSystems

分離過程設(shè)計(jì)中最基本的氣液平衡計(jì)算。例如：精餾計(jì)算：各塔板溫度---泡點(diǎn)計(jì)算操作壓力---泡露點(diǎn)壓力計(jì)算等溫閃蒸計(jì)算：估計(jì)閃蒸過程是否可行---泡露點(diǎn)溫度計(jì)算第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月一、氣液平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)變量請分析一下上圖氣液平衡系統(tǒng)的總變量、獨(dú)立約束方程和設(shè)計(jì)變量（10min）第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月？定義哪些變量稱為設(shè)計(jì)變量第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月一、氣液平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)變量

多組分泡點(diǎn)、露點(diǎn)計(jì)算的類型第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二、泡露點(diǎn)計(jì)算重點(diǎn)、難點(diǎn)相平衡常數(shù)Ki與系統(tǒng)T、p有關(guān)對非理想體系，還與氣液相組成x,y有關(guān)計(jì)算的重點(diǎn)、難點(diǎn)：Ki的計(jì)算第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)列線圖法求K值p12部分輕烴忽略組成變化對K值的影響T升高，K如何變化？P增加，K如何變化？第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）活度系數(shù)、逸度系數(shù)法計(jì)算K值LiquidGasIdealsolutionRealsolutionIdealgasIdealsolutionRealgasnotexist第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三、泡點(diǎn)溫度的計(jì)算

Calculationforbubble-pointtemperatureandpressure

第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三、泡點(diǎn)溫度的計(jì)算

Bubble-pointTemperature(Tb)CalculationKi與組成無關(guān)：if泡點(diǎn)方程：計(jì)算過程：第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例題2-3例2-3三種組分含量相差不大，取分子量居中的正戊烷在該壓力下的沸點(diǎn)為初值從p-T-K圖上查得T0=62’C戊烷,K=1第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例2求含正戊烷(1)0.15、正己烷(2)0.45、正庚烷(3)0.2、正辛烷(4)0.2（摩爾百分比）的烴類混合物在150kPa時(shí)的泡點(diǎn)溫度取正己烷純物質(zhì)的沸點(diǎn)為初始溫度查p-T-K圖，可得T0=86’C計(jì)算過程見Excel第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）設(shè)定溫度T初值取液相含量最大、或分子量約等于平均分子量的組分的純物質(zhì)沸點(diǎn)作為溫度的迭代初值。（2）計(jì)算或查圖得Ki值1）p-T-K圖（烴類物系）2）簡化表達(dá)式：

PPKsii/=3）經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式

三、泡點(diǎn)溫度的計(jì)算（小結(jié)）第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）調(diào)整溫度TT設(shè)高了，降低T。T設(shè)低了，提高T。三、泡點(diǎn)溫度的計(jì)算第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)1求含乙烷(1)0.15、丙烯(2)0.4、丙烷(3)0.35、異丁烷(4)0.1（摩爾百分比）的烴類混合物在300kPa時(shí)的泡點(diǎn)溫度第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月什么樣的情況下可認(rèn)為K與組成無關(guān)？問題:答：1）汽相為理想氣體，液相為理想溶液。

2）汽相為理想溶液，液相為理想溶液第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例2-4用安托因公式計(jì)算飽和蒸汽壓設(shè)定初始溫度：用含量最大的1,3-二氯丙烯飽和溫度為初始溫度ln（101.3)=16.0842-4328.4/(t0+273.2)t0=104.3’C第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2.Ki與組成有關(guān)：由狀態(tài)方程法或活度系數(shù)法求取Ki

：（2-12）（2-30）三、泡點(diǎn)溫度的計(jì)算第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月開始輸入p，x及有關(guān)參數(shù)設(shè)T并令

iV＝1，作第一次迭代計(jì)算pis、ViL、

is、

i計(jì)算Ki和yi計(jì)算

yi是否第一次迭代圓整yi，計(jì)算

iVY

yi有無變化YNNLn

yi

N調(diào)整TY輸出T，y結(jié)束活度系數(shù)法計(jì)算泡點(diǎn)溫度的框圖

If:第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月幾點(diǎn)說明：（1）內(nèi)、外循環(huán)的安排：當(dāng)壓力不大時(shí)（2MPa以下），

Ki對yi不敏感，而對溫度較為敏感，因此將yi放在內(nèi)層循環(huán)。（2）圓整yi：（3）判斷收斂的準(zhǔn)則或者是溫度的調(diào)節(jié)方案直接關(guān)系到收斂速度和穩(wěn)定性。參見例［2－5］第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月四、露點(diǎn)溫度計(jì)算第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月四、露點(diǎn)溫度計(jì)算類似于泡點(diǎn)溫度計(jì)算第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例3求含正戊烷(1)0.15、正己烷(2)0.45、正庚烷(3)0.2、正辛烷(4)0.2（摩爾百分比）的烴類混合物在150kPa時(shí)的露點(diǎn)溫度取正己烷純物質(zhì)的沸點(diǎn)為初始溫度查p-T-K圖，可得T0=86’C第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)2求含乙烷(1)0.1、丙烯(2)0.35、丙烷(3)0.4、異丁烷(4)0.15（摩爾百分比）的烴類混合物在400kPa時(shí)的泡點(diǎn)溫度第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月五、泡點(diǎn)、露點(diǎn)壓力計(jì)算與泡點(diǎn)、露點(diǎn)溫度計(jì)算類似，只是矯正的是壓力注意：用p-T-K圖計(jì)算時(shí)，如果p增加，Ki值減少，因此在試差計(jì)算過程中要注意p的調(diào)整方向第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）泡點(diǎn)壓力的計(jì)算仍然依據(jù)的是泡點(diǎn)方程：當(dāng)汽相為理想氣體，液相為理想溶液時(shí)：當(dāng)汽相為理想氣體，液相為非理想溶液時(shí)：當(dāng)Ki=f(T,p,x,y)時(shí)，用活度系數(shù)法（壓力不太高）或狀態(tài)方程法（壓力較高）計(jì)算泡點(diǎn)壓力。第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月開始輸入T，x及有關(guān)參數(shù)估計(jì)p,并令

iV＝1，作第一次迭代計(jì)算pis、ViL、

is、

i計(jì)算Ki和yi計(jì)算

yi是否第一次迭代圓整yi，計(jì)算

iVY

yi有無變化YNNLn

yi

N調(diào)整pY輸出p，y結(jié)束活度系數(shù)法計(jì)算泡點(diǎn)壓力的框圖

第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月狀態(tài)方程法計(jì)算泡點(diǎn)壓力的框圖

輸入T,x及有關(guān)參數(shù)，p和y估計(jì)值求

iV和

iL計(jì)算Ki計(jì)算

Kixi第一次迭代歸一化yiKixi是否變化Y