气液平衡的计算x 1

1、合 肥 学 院Hefei University化工热力学过程论文题 目： 汽液平衡的计算方法系 别：化学与材料工程系专 业：化学工程与工艺学 号： 1303021011 姓 名： 徐磊教师： 高大明2016 年1月汽液平衡的计算方法摘要： 在恒定的温度和压力下，汽液两相发生接触后，吸收质由汽相向液相转移，随液体中吸收质浓度的逐渐增高，吸收速率逐渐减小，解吸速率逐渐增大。经过相当长的时间接触后，吸收速率与解吸速率相等，即吸收质在气相中的分压及在液相中的浓度不再发生变化，此时汽，液两相达到平衡状态，简称相平衡。国内外学者已建立了多种T、p、x推算y的方法，它们都是在Gibbs-Duhem(G-D)

2、方程的基础上建立起来的。关键词：汽液平衡、G-D方程正文： 在计算时根据应用G-D方程方式上的不同，可以归结为两大类：其一是直接法，它是将式(1-6.11)表示的逸度的G-D方程同时应用于气液两相而得到联系T、p、x和y的共存方程，解此共存方程即可实现由T、p、x推算y的目的；另一种是间接法，它首先计算过量吉氏函数Q，根据Q与活度因子的关系(隐含了G-D方程)计算液相活度因子，从而实现间接计算气相组成的目的。1.Q函数法(间接法) Q函数法原理汽液平衡时，按判据式(k=1, , K)，如气相采用逸度因子、液相采用第I种活度因子分别计算气液相的非理想性，得 整理上式可得系统总压p，得. 如果暂时

3、不考虑、和，则式中除了Q以外，其它的变量就是已输入的T、p、x。而Q函数正是T、p、x的函数，式(2-2.3)实质上是一个Q函数的偏微分方程，只要有足够数量的一系列T、p、x的实验数据，原则上可以解得Q=Q(T, p, x)。但实践上却有很大困难，因为导数出现在中，是一个超越型的偏微分方程，没有解析解，只能通过数值方法求解。2.直接法 直接法原理直接法是从逸度的Gibbs-Duhem方程出发建立起来的T、p、x推算y的方法。对于一个含有K个组分的系统，其液相逸度的Gibbs-Duhem方程为，当处理一系列T、p、x实验数据时， T、p和均可形式上表达为液相组成x1、x2、xK-1的函数，上式变

4、为变换求和次序，由于K-1个dxj可以独立变化，其系数必需等于零，气液平衡时，代入上式，得其中 Lk和分别是纯液体k的蒸发焓和摩尔体积；和分别是液体混合物的过量摩尔焓和过量摩尔体积，后者很小，一般情况下可以忽略不计。代入并用Fj表示，j=1, 2, , K-1 因为jk是T、p和y的函数，可以写出代入得上式第二项交换i和k，并整理后得此式共K-1个，每个式子有三项，分别含有yk、T、p随液相组成变化的偏导数。由于一系列T、p、x已由实验提供，如进一步输入Lk、和，jk则由合适的状态方程计算，所需y使用上次迭代值，用适当方法求解式，原则上可以直接求得y。对于对于二元系，式变为：总结：通过对气液平衡的计算方法进一步的探究我学习到了很多新的知识，对这个章节有了更深的理解。参考文献1 胡英，英徐根，张鸿哲，化工学报，(2), 153(1979)2 胡英，流体的分子热力学，高等教育出版社，上海，19833 刘洪来, 英徐根, 胡英，化工学报，42, 393(1991)4 胡英，近代化工热力学，上海科学技术文