热力学第二版习题答案全

第二章流体的PVT关系1习题21为什么要研究流体的PVT关系答在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力P、体积V和温度T是流体最基本的性质之一，并且是可以通过实验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能U、熵S、GIBBS自由能G等都不方便直接测量，它们需要利用流体的PVT数据和热力学基本关系式进行推算；此外，还有一些概念如逸度等也通过PVT数据和热力学基本关系式进行计算。因此，流体的PVT关系的研究是一项重要的基础工作。22理想气体的特征是什么答假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互作用力，由这样的分子组成的气体叫做理想气体。严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下，真实气体是非常接近理想气体的，可以当作理想气体处理，以便简化问题。理想气体状态方程是最简单的状态方程RTPV23偏心因子的概念是什么为什么要提出这个概念它可以直接测量吗答纯物质的偏心因子是根据物质的蒸气压来定义的。实验发现，纯态流体对比饱和蒸气压的对数与对比温度的倒数呈近似直线关系，即符合RSRTP11LOG其中，CSSRPPP对于不同的流体，具有不同的值。但PITZER发现，简单流体（氩、氪、氙）的所有蒸气压数据落在了同一条直线上，而且该直线通过RT07，1LOGSRP这一点。对于给定流体对比蒸气压曲线的位置，能够用在RT07的流体与氩、氪、氙（简单球形分子）的SRPLOG值之差来表征。PITZER把这一差值定义为偏心因子，即70001LOGRSRTP任何流体的值都不是直接测量的，均由该流体的临界温度CT、临界压力CP值及RT07时的饱和蒸气压SP来确定。24纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小吗答正确。由纯物质的PV图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。25同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的热力学性质均不同吗答同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的GIBBS自由能是相同的，这是纯物质气液CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系2平衡准则。气他的热力学性质均不同。26常用的三参数的对应状态原理有哪几种答常用的三参数对比态原理有两种，一种是以临界压缩因子ZC为第三参数；另外一种是以PITZER提出的以偏心因子作为第三参数的对应状态原理。27总结纯气体和纯液体PVT计算的异同。答许多PVT关系如RKS方程、PR方程及BWR方程既可以用于计算气体的PVT，又都可以用到液相区，由这些方程解出的最小体积根即为液体的摩尔体积。当然，还有许多状态方程只能较好地说明气体的PVT关系，不适用于液体，当应用到液相区时会产生较大的误差。与气体相比，液体的摩尔体积容易测定。除临界区外，温度（特别是压力）对液体容积性质的影响不大。除状态方程外，工程上还常常选用经验关系式和普遍化关系式等方法来估算。28简述对应状态原理。答对比态原理认为，在相同的对比状态下，所有的物质表现出相同的性质。对比态原理是从适用于PVT关系两参数对比态原理开始的，后来又发展了适用于许多热力学性质和传递性质的三参数和更多参数的对比态原理。29如何理解混合规则为什么要提出这个概念有哪些类型的混合规则答对于真实流体，由于组分的非理想性及由于混合引起的非理想性，使得理想的分压定律和分体积定律无法准确地描述流体混合物的PVT关系。如何将适用于纯物质的状态方程扩展到真实流体混合物是化工热力学中的一个热点问题。目前广泛采用的方法是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。对于不同的状态方程，有不同的混合规则。寻找适当的混合规则，计算状态方程中的常数项，使其能准确地描述真实流体混合物的PVT关系，常常是计算混合热力学性质的关键。常用的混合规则包括适用于压缩因子图的虚拟临界性质的混合规则、维里系数的混合规则以及适用于立方型状态方程的混合规则。210在一个刚性的容器中，装入了1MOL的某一纯物质，容器的体积正好等于该物质的摩尔临界体积VC。如果使其加热，并沿着习题图21的PT图中的1C2的途径变化（C是临界点）。请将该变化过程表示在PV图上，并描述在加热过程中各点的状态和现象。解由于加热过程是等容过程，1C2是一条CVV的等容线，所以在PV图可以表示为如图的形式。点1表示容器中所装的是该物质的汽液混合物（由饱和蒸汽和饱和液体组成）。沿12线，是表示等容加热过程。随着过程的进行，容器中的饱和液体体积与饱和蒸汽体积的相对比例有所变化，但由图可知变化不是很大。到了临界点C点时，汽液相界面逐渐消失。继续加热，容器中一直是均相的超临界流体。在整个过程中，容器内的压力是不断增加的。CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系3C122211已知SO2在431K下，第二、第三VIRIAL系数分别为13KMOLM1590B，263KMOLM1009C，试计算（1）SO2在431K、10105PA下的摩尔体积；（2）在封闭系统内，将1KMOLSO2由10105PA恒温（431K）可逆压缩到75105PA时所作的功。解（1）三项维里方程为21VCVBRTPVZ（A）将P10105PA，T431K，13KMOLM1590B，263KMOLM1009C代入式（A）并整理得010915902790623VVV迭代求解，初值为13KMOLM53PRTV迭代结果为13KMOLM393V（2）压缩功VPWD由（A）式得321VCVBVRTP，则212212123211211LND121VVCVVBVVRTVVCVBVRTWVV（B）当P75105PA时，用（1）同样的方法解出CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系413KMOLM2120V将131KMOLM393V，132KMOLM2120V代入式（B）解出15KMOLJ1077W212试计算一个125CM3的刚性容器，在50和18745MPA的条件下能贮存甲烷多少克（实验值为17G）分别用理想气体方程和RK方程计算（RK方程可以用软件计算）。解由附录三查得甲烷的临界参数为CT19056K，CP4599MPA，0011（1）利用理想气体状态方程RTPV得131346MOLCM3143MOLM104331107451850152733148PRTVG9513314312516总VVMM（2）RK方程50BVVTABVRTP式中20566522522MOLKMPA22073105994561903148427480/427480CCPTRA1356MOLM109852105994561903148086640/086640CCPRTB465301532331481074518220735226522TRAPA20830153233148107451810985265RTBPB按照式（216A）HHHHHBAHZ12342211111和式（216B）ZZBVBH20830迭代计算，取初值Z1，迭代过程和结果见下表。迭代次数ZHCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系501020831087790237320882602360308823023614088230236113346MOL1265CM/MOLM102651107451815323314888230PZRTVG8115512612516总VVMM可见，用RK方程计算更接近实验值。213欲在一个7810CM3的钢瓶中装入1KG的丙烷，且在2532下工作，若钢瓶的安全工作压力为10MPA，问是否安全解查得丙烷的临界性质为CT36983K，CP4248MPA，0152MOL72722441000MMN1366MOLM106334372722107810NVV总使用RK方程50BVVTABVRTP首先用下式计算A，B20566522522MOLKMPA29618102484833693148427480/427480CCPTRA13561027716102484833693148086640/086640MOLMPRTBCC代入RK方程得MPAP8709非常接近于10MPA，故有一定危险。214试用RKS方程计算异丁烷在300K，3704105PA时的饱和蒸气的摩尔体积。已知实验值为133MOLM100816V。解由附录三查得异丁烷的临界参数为CT4078K，CP3640MPA，0177735708407/300/CRTTT753101770176017705741480017605741480022MCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系62258173570175310111250250RTMT2662222MOL/MPA654812258110640384073148427480/42780TPTRTATACC/MOLM1007008106403/84073148086640/086640356CCPRTB09853030031481070436548122522TRAPA0119803003148107043100700855RTBPB按照式（216A）HHHHHBAHZ12245811111和式（216B）ZZBVBH011980迭代计算，取初值Z1，迭代过程和结果见下表。迭代次数ZH01001198109148001310209070001321309062001322409061001322509061001322/MOLM1010156107043300314890610326PZRTV误差21100316/1010156031622215试分别用RK方程及RKS方程计算在273K、1000105PA下，氮的压缩因子值，已知实验值为Z20685。解由附录三查得氮的临界参数为CT12610K，CP3394MPA，0040（1）RK方程20566522522MOLKMPA55461103943101263148427480/427480CCPTRA1356MOLM1067632103943101263148086640/086640CCPRTBCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系782641273314810100554615226522TRAPA179112733148101000106763255RTBPB按照式（216A）HHHHHBAH式（216B）ZZBVBH17911迭代计算，取初值Z2，迭代过程和结果见下表。迭代次数ZH020589551186206332221260055463169260696640882302361迭代不收敛，采用RK方程解三次方程得V000004422M3/MOL55442210100010194858314273PVZRTRKS方程164921126/273/CRTTT542700400176004005741480017605741480022M5538016492154270111250250RTMT662222MOL/MPA07666705538010394311263148427480/42780TPTRTATACC/MOLM1067632103943/11263148086640/086640356CCPRTB488212733148101000076667022522TRAPACLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系8179112733148101000106763255RTBPB按照式（216A）HHHHHBAHZ12621111111和式（216B）ZZBVBH17911同样迭代不收敛采用RKS方程解三次方程得V000004512M3/MOL55451210100010198818314273PVZRT216试用下列各种方法计算水蒸气在1079105PA、593K下的比容，并与水蒸气表查出的数据（13KGM016870V）进行比较。（1）理想气体定律（2）维里方程（3）普遍化RK方程解从附录三中查得水的临界参数为CT64713K，CP22055MPA，0345（1）理想气体定律131365KGM025380MOLM1056941091075933148PRTV误差550100016870025380016870（2）维里方程916013647593CRTTT4890100552210910765CRPPP使用普遍化的第二维里系数4026042200830/4220083061610RRTTB1096017201390/1720139024241RRTTBCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系9440401096034504026010BBRTBPCC764904404091604890111RRCCTPRTBPRTBPZ131365KGM019420MOLM104953109107593314876490PZRTV误差115100016870019420016870（3）普遍化RK方程HHTHZRBA11151（238A）RRBZTPH（238B）将对比温度和对比压力值代入并整理的HHHHTHZRBA1162851111151ZZTPHRRB046250联立上述两式迭代求解得Z07335131365KGM018620MOLM1035153109107593314873350PZRTV误差410100016870018620016870水是极性较强的物质217试分别用（1）VANDERWAALS方程；（2）RK方程；（3）RKS方程计算27315K时将CO2压缩到体积为550113MOLCM所需要的压力。实验值为3090MPA。解从附录三中查得CO2的临界参数为CT30419K，CP7382MPA，0228（1）VANDERWAALS方程2VABVRTP式中2362222MOLMPA36550103827641930431482764/27CCPTRACLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系101356MOLM10282410382781930431488/CCPRTB则MPA2693PA10269310155036550108242101550152733148626662VABVRTP误差795100090326930903（2）RK方程50BVVTABVRTP式中20566522522MOLKMPA45996103827193043148427480/427480CCPTRA1356MOLM109682103827193043148086640/086640CCPRTBMPA1383PA10138310682915501015501527345996106829101550152733148666506650BVVTABVRTP误差551100090313830903（3）RKS方程BVVTABVRTP式中，TPTRTATACC/427802225011RTMT而，829702280176022805741480017605741480022M则，08911930415273182970111250250RTMTCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系111362222MOLMA4033500891103827193043148427480/427480PTPTRTATACC1356MOLM109682103827193043148086640/086640CCPRTBMPA0993PA100993106829155010155040335010682910155015273314866666BVVTABVRTP误差2910100090309930903比较几种方程的计算结果，可见，VANDERWAALS方程的计算误差最大，RKS方程的计算精度最好。RK方程的计算精度还可以。218一个体积为03M3的封闭储槽内贮乙烷，温度为290K、压力为25105PA，若将乙烷加热到479K，试估算压力将变为多少解乙烷的临界参数和偏心因子为CT30532K，CP4872MPA，0099因此95032305/290/11CRTTT51307248/52/11CRPPP故使用图211，应该使用普遍化第二维里系数计算375095042200830/4220083061610RTB074095017201390/1720139024241RTB79350950513007400990375011110RRTPBBRTBPZ1355MOLM105761025290314879350PZRTVMOL239210576305VVN总加热后，采用RK方程进行计算。其中T479K，摩尔体积仍然为135MOLM10576V，首先计算20566522522MOLKMPA8799108724323053148427480/427480CCPTRACLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系121356MOLM105144108724323053148086640/086640CCPRTB代入RK方程MPA8044PA108044101445076510076547987991014451007654793148666506650BVVTABVRTP219如果希望将227KG的乙烯在294K时装入0085M3的钢瓶中，问压力应为多少解从附录三查得乙烯的临界参数为CT28234K，CP5041MPA，0085MOL781028107223MMN摩尔体积136MOLM10810478100850NVV总采用RK方程进行计算。首先计算20566522522MOLKMPA8517100415342823148427480/427480CCPTRA1356MOLM100344100415342823148086640/086640CCPRTB代入RK方程MPA8177PA108177103440810410810429485171034401081042943148666506650BVVTABVRTP220（由于较简单省略了，忽略不计了）221用PITZER的普遍化关系式计算甲烷在32316K时产生的压力。已知甲烷的摩尔体积为12510413MOLM，压力的实验值为1875107PA。解从附录三查得甲烷的临界参数为CT19056K，CP4599MPA，0011696156190/16323/CRTTT；但是RP不能直接计算，需要试差计算ZZVZRTP7410149210251/163233148/CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系13并且RRCPPPP6105994因此，结合上两式得RRPPZ214010149210599476（A）PITZER的普遍化关系式为10ZZZ（B）根据（A）、（B）两式进行迭代，过程为（1）设Z值，然后代入（A）式求出RP；（2）根据RT和RP值查（29）和（210）得到0Z和1Z；（3）将查图得到的0Z和1Z值代入（B）式求得Z值；（4）比较Z的计算值与实验值，如果相差较大，则代入（A）式重新计算，直到迭代收敛。依据上述迭代结果为RP406时，Z0877则A108671064105994105994766PPPPPRRC误差430108751/108671875177222试用RK方程计算二氧化碳和丙烷的等分子混合物在151和1378MPA下的摩尔体积。解计算所需的数据列表如下组元K/CTPA/105CPMOLM/10136CVZCMOLKMPA/2056AMOLM/13BCO2（1）30427382940027464602968105C3H8（2）36984248200027718296271105123354547214041112由（251A）和（251B）得205622222212211121MOLKMPA75112918501211505024606502AYAYYAYAM135552211MOLM1041541027165010968250BYBYBM6322015424314810781375115226522TRPAAMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系141725015424314810781310415465RTPBBM按照式（216A）HHHHHBAHZ16084311111（A）和式（216B）ZZBVBHM17250（B）联立求解方程（A）、）（B）进行迭代计算得迭代次数ZH01017251067760254620609302831305987028814059760288750597502887因此Z05975，H02887混合物得摩尔体积为MOLMPZRTV3461052110781315424314859750223混合工质的性质是人们有兴趣的研究课题。试用RKS状态方程计算由R12（CCL2F2）和R22（CHCLF2）组成的等摩尔混合工质气体在400K和10MPA，20MPA，30MPA，40MPA和50MPA时的摩尔体积。可以认为该二元混合物的相互作用参数K120（建议自编软件计算）。计算中所使用的临界参数如下表组元（I）CT/KCP/MPAR22（1）369249750215R12（2）38542240176解计算过程是先计算两个纯组分的RKS常数，再由混合规则获得混合物的RKS常数MMBA,后，可以进行迭代计算，也可以求解三次方程的体积根。建议大家自编程序进行计算。所得的结果列于下表T/K400组成5021YYRKS方程常数组分（1）A07568B5346105组分（2）A1007B6565105CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系15混合物A08774B5956105P/MPA12345VCAL/（CM3MOL1）3114014423877058553993224试用下列方法计算由30（摩尔）的氮（1）和70正丁烷（2）所组成的二元混合物，在462K、69105PA下的摩尔体积。（1）使用PITZER三参数压缩因子关联式（2）使用RK方程，其中参数项为CICIIPRTB0866400CIJCIJIJPTRA5224274800（3）使用三项维里方程，维里系数实验值为6111014B，62210265B，6121059B，（B的单位为13MOLM）。91111031C，9222100253C，911210954C，912210277C（C的单位为26MOLM）。已知氮及正丁烷的临界参数和偏心因子为N2CT12610K，CP3394MPA，0040NC4H10CT42512K，CP3796MPA，0199解（1）根据KAY规则求出混合物的虚拟临界参数K4133512425701012630ICIIPCTYTMPA6753796370394330ICIIPCPYP15130199070040030IIIY虚拟对比条件为377141335462PCPRTTT8771675396PCPRPPP查图29和210得7700Z,1901Z则798701901513077010ZZZCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系161346MOLM1044641096462314879870PZRTV（2）RK方程HHBRTAHZ11151ZRTBPVBH2222122111212AYAYYAYA2211BYBYB125212212427480CCPTRA组元K/CTPA/105CPMOLM/10136CVZCMOLKMPA/2056AMOLM/13B111261033949010292155526761052242512379625502742901806710512231533437158502837012205622MOLKMPA3017012970012770302555130MA13555MOLM1045061006787010676230MBHHHHHHHHBRTAHZ1253111462314810450630171111151551ZZZRTBPVBH115904623148106910450655进行试差迭代得,7460ZH01561346MOLM10154109646231487460PZRTV（3）三项的维里方程为21VCVBRTPVZCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系17MOLM1032611026570597030214302134622222212211121BYBYYBYBMMOLM104551103025070727070303495070303130030332631232232223212222111222111131CYCYYCYYCYCYYYCIJKIJKKJIM将以上结果代入三项维里方程得2345104551103261146231481069VVV试差求解得134MOLM10254V225一压缩机，每小时处理454KG甲烷及乙烷的等摩尔混合物。气体在50105PA、422K下离开压缩机，试问离开压缩机的气体体积流率为多少13HCM解混合物的分子量为06230730500416505005624HCCHMMM混合物的流率为1HKMOL7190623454N利用KAY规则求虚拟临界常数K9424732305505619050ICIIPCTYTMPA7364872450599450ICIIPCPYP虚拟对比条件为702194247422PCPRTTT056173645PCPRPPP用图211判断，应该使用维里方程，现将所需数据列于下表，其中第三行数据按照（248A）（248E）式计算。IJIJCT/KCIJP/MPAKMOLM/13IJCVCIJZIJ11190564599009860028600112230532487201455027900991224121470101205028250055采用二阶舍项的VIRIAL方程计算混合物的性质，需要计算混合物的交互第二VIRIAL系数，计算结果见下表，CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系18IJ0B1BKMOLM/13IJB1100353013300116522016800948008287120089401226003528由式（246）得KMOLM04127008287050035280505020116505021322222212211121BYBYYBYBMKMOLM1066040041270100542210314813363BPRTV体积流率13011366040719HMNV226H2和N2的混合物，按合成氨反应的化学计量比，加入到反应器中3222NH3HN混合物进反应器的压力为600105PA，温度为298K，流率为613HM。其中15的N2转化为NH3，离开反应器的气体被分离后，未反应的气体循环使用，试计算（1）每小时生成多少公斤NH3（2）若反应器出口物流（含NH3的混合物）的压力为550105PA、温度为451K，试问在内径D005M管内的流速为多少解（1）这是一个二元混合物系PVT的计算问题。使用RK方程进行计算HHBRTAHZ11151ZRTBPVBH2222122111212AYAYYAYA2211BYBYB125212212427480CCPTRA组元K/CTPA/105CPMOLM/10136CVZCMOLKMPA/2056AMOLM/13B11（N2）126103394901029215552676105CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系1922（H2）33181313642030501427182010512646821037645029904727205622MOLKMPA35470142707504727075025025551250MA13555MOLM100342108201750106762250MBHHHHHHHHBRTAHZ1407701112983148100342354701111151551ZZZRTBPVBH4926029831481060010034255进行试差迭代得4241ZH03461366MOLM10858106029831484241PZRTV摩尔流率156HMOL100201858106NN2的摩尔流率为145HMOL1055121002012502NN生成的NH3量为134HMOL1065372150105512（2）这是一个三元混合物系PVT的计算问题。继续使用RK方程进行计算反应器出口物流组成以入口1MOLN2为基准N21015085H233015255NH30152030则总物质的量为085030255375各物质的摩尔分率为23007538502NY68907535522HY08107533003NHY以NH3作为第三组元，补充数据如下组元K/CTPA/105CPMOLM/10136CVZCMOLKMPA/2056AMOLM/13BCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系2033（NH3）40565112787250242868325911051322617620810026736662311601386683027411092056222233213311221332322221121MOLKMPA617010916890081026663081023024727068902302683808101427068905551230222AYYAYYAYYAYAYAYAM1355332211MOLM1007921059120810820168906762230BYBYBYBMHHHHHHHHBRTAHZ137270111451314810079261701111151551ZZZRTBPVBH3050045131481055010079255进行试差迭代得2501ZH02441366MOLM102285105545131482501PZRTV所以以进口N2为1MOL作基准入口总物质的量为1304MOL出口总物质的量为1（1015）3（1015）1015237MOL产品的摩尔流率为反应物摩尔流率37/410221053/494510413MOLM产品的体积流率为1346HM053810459102285速率1122SM1401HM441030504/143053840538DAVU227测得天然气（摩尔组成为CH484、N29、C2H67）在压力927MPA、温度378下的平均时速为2513HM。试用下述方法计算在标准状况下的气体流速。（1）理想气体方程；（2）虚拟临界参数；（3）DALTON定律和普遍化压缩因子图；CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系21（4）AMAGAT定律和普遍化压缩因子图。解（1）按理想气体状态方程；标准状况下气体流速V（273K，01013MPA）1322111HM20101013027383727325279PTTVP（2）虚拟临界参数法首先使用KAY规则求出虚拟的临界温度和临界压力，计算结果列表如下组分摩尔/CT/KCP/MPAYCT/KYCP/MPA甲烷084190564599160073863氮气00912610339411350305乙烷00730532487221370341合计100192794510虚拟临界温度为19279K，压力为4510MPA，混合物的平均压缩因子可由下列对比温度和对比压力求出61179192273837RT，05525104279RP查两参数普遍化压缩因子图得ZM089将压缩因子代入方程ZRTPV得1346MOLM104812102792738373148890PZRTV1154HKMOL8100HMOL10008110481225VVN在标准状态下，压缩因子Z1，因此体积流率可以得到1363HM5225810101302733148108100PRTNVNV（3）DALTON定律和普遍化压缩因子查普遍化压缩因子图时，各物质的压力使用分压组分CRTTTIIYPPCIRPPPZYIZI甲烷163778716930900756氮气2460834024609800882乙烷10280649013309600672CLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系22合计09114将压缩因子代入方程ZRTPV得1346MOLM10541210279273837314891140PZRTV1144HKMOL3998HMOL10839910541225VVN在标准状态下，压缩因子Z1，因此体积流率可以得到1363HM5220410101302733148103998PRTNVNV（4）AMAGAT定律和普遍化压缩因子先查得各物质的压缩因子，再使用分体积定律进行计算组分CRTTTCRPPPZYIZI甲烷16320160880739氮气246273109900891乙烷1028190303200224合计085071346MOLM10371210279273837314885070PRTZYVYVIIII1144HKMOL44105HMOL10839910371225VVN在标准状态下，压缩因子Z1，因此体积流率可以得到1363HM52362101013027331481044105PRTNVNV228试分别用下述方法计算CO2（1）和丙烷（2）以3565的摩尔比混合的混合物在400K和1378MPA下的摩尔体积。（1）RK方程，采用PRAUSNITZ建议的混合规则（令IJK01）（2）PITZER的普遍化压缩因子关系数。解（1）RK方程由附录三查得CO2（1）和丙烷（2）的临界参数值，并把这些值代入方程（248A）（248E）以及（213A）、（213B）进行计算，得出的结果如下IJIJCT/KCIJP/MPAKMOLM/13IJCVCIJZIJCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOMCLICKTOBUYNOWPDFXCHANGEVIEWERWWWDOCUTRACKCOM第二章流体的PVT关系23113