实际流体偏差函数的新关联式(Ⅱ)——等温熵差

以Lee-Kesler熵差图表为基础,采用正交筛选法建立了实际流体等温熵差计算的三参数关联式,选取多种化合物的5147个熵差文献值对该式进行了考核,并与LK,PR,SRK,BWRS及ZRK等状态方程的计算值作了对照检验。结果表明,本文提出的关联式方法简单,预测气、液相熵差的精度都较高。     

物质偏心因子的关联和应用

根据Riedel蒸汽压方程和偏心因子的定义式,导出了物质偏心因子关联式;利用新关联式计算了20类366种物质的偏心因子,将计算值平均误差与文献上各种偏心因子关联式的平均误差进行了比较;论述了以物质偏心因子作为第3参数在三参数对应态原理的应用;例举了计算实例。结果表明,本文关联式对于文献数据的总平均误差为3．728％,计算准确值优于文献关联式。     

氨水溶液过量焓和溶解热的计算

本文用热力学方法推导出计算过量焓和溶解热的关联式,通过对氨水溶液的计算,计算值与文献值符合良好。     

湿空气焓值的计算

从湿空气中水的汽化温度的角度,推导出计算湿空气焓值的公式。将由该公式、经验公式计算所得的焓值与由水蒸气热力学性质国际骨架表中的数据换算而得的焓值进行比较,用数理统计的方法检验,对３７组数据结果分析及绘制焓值的温度－绝对偏差图,都表明新公式在计算低温湿空气（０￣１００℃）的焓值时具有较高的准确度,计算结果优于经验公式。     

湿空气焓值的计算

从湿空气中水的汽化温度的角度,推导出计算湿空气焓值的公式。将由该公式、经验公式计算所得的焓值与由水蒸气热力学性质国际骨架表中的数据换算而得的焓值进行比较,用数理统计的方法检验,对３７组数据结果分析及绘制焓值的温度－绝对偏差图,都表明新公式在计算低温湿空气（０～１００℃）的焓值时具有较高的准确度,计算结果优于经验公式。     

石油馏分焓值的新数学关联式

针对石油馏分焓值图中气体的焓对压力的校正问题进行了研究,通过对其图表的拟合,提出了相关的数学关联式,并进行了公式系数估算和误差分析.通过实例应用表明:该数学关联式的计算结果与焓值图表吻合较好,计算准确度较高.     

汽液相焓准确性对分离过程模拟结果的影响

本文通过改变汽液相焓差,讨论了汽液相焓的准确性对分离过程模拟结果的影响。计算表明,汽液相焓差的偏差为异号时,对热负荷计算结果影响最大,当偏差为±2kcal/kg时,热负荷偏差一般不超过±6％;当汽液相焓差的偏差为同号时,对模拟结果的影响可以忽略。     

修正的硬球三参数状态方程(Ⅱ)纯物质热力学性质的预测

对本文(I)报中MCSPT方程与物质有关的参数A_1、A_2、A_3、A_4和A_5给出了以偏心因子ω和临界压缩因子Z_c为关联因子的普遍化关联式,从而将MCSPT方程推广到极性、强极性物质热力学性质的预测.通过对72种物质饱和液体密度和151种物质液体蒸发焓的计算结果表明,MCSPT不仅能精确地预测物质的饱和性质,而且也能准确地计算焓差.     

修正的硬球三参数状态方程(Ⅱ)纯物质热力学性质的预测

对本文(I)报中MCSPT方程与物质有关的参数A_1、A_2、A_3、A_4和A_5给出了以偏心因子ω和临界压缩因子Z_c为关联因子的普遍化关联式,从而将MCSPT方程推广到极性、强极性物质热力学性质的预测.通过对72种物质饱和液体密度和151种物质液体蒸发焓的计算结果表明,MCSPT不仅能精确地预测物质的饱和性质,而且也能准确地计算焓差.     

石油馏分焓值的新数学关联式

针对实时仿真等工作对快速运行的苛刻要求，通过对石油馏分焓值图表的拟合，提出了可用于常压石油馏分焓值计算的简化数学关联式，并进行了参数估计和误差分析。通过实例应用表明：该式计算速度快与焓值图表吻合较好。     

α-蒎烯-蒎烷-长叶烯体系汽液平衡及其过量Gibbs自由能与超额焓

采用改进Ellis平衡釜测定了α-蒎烯-蒎烷、α-蒎烯-长叶烯、蒎烷-长叶烯三个二元体系及α-蒎烯-蒎烷-长叶烯三元体系常压汽液平衡数据,经Herington规则检验符合热力学一致性。由汽液平衡数据求出每个二元体系中各组分的活度系数,再关联得到相应的过量Gibbs自由能与超额焓实验值。结果表明,α-蒎烯-蒎烷体系的Gibbs自由能对理想溶液呈现较小的正偏差,而α-蒎烯―长叶烯和蒎烷-长叶烯体系Gibbs自由能对理想溶液呈现负偏差。根据Wilson方程对三个二元体系的过量Gibbs自由能和超额焓进行了计算,关联值与实验值吻合,对α-蒎烯-蒎烷体系最大超额焓为120.48 J×mol~(-1),α-蒎烯―长叶烯体系最大超额焓为401.09 J×mol~(-1),蒎烷-长叶烯体系最大超额焓为685.75J×mol~(-1)。由关联得到的二元体系能量参数推算了α-蒎烯-蒎烷—长叶烯三元体系的过量Gibbs自由能和超额焓,过量Gibbs自由能的实验值与计算值基本吻合,平均相对偏差为1.7147%,该三元体系的最大超额焓为627.16 J×mol~(-1)。     

水-丙酸二元体系汽液平衡的热力学性质

用新型泵式沸点仪测定了在101.325kPa下水-丙酸二元系在不同液相组成时的沸点,用过量自由焓函数Q,采用间接法由Tpx推算了水-丙酸二元系的汽相平衡组成y。汽相的非理想性用截至第二项的维里系数的状态方程求出汽相混合物中组分逸度系数。二元体系活度系数的关联分别用Wilson模型、NRTL模型、Margules模型和vanLaar模型进行关联,用最小二乘法求出了它们的液相活度系数模型参数。用所得的液相活度系数来计算三个二元体系的过量吉布斯自由焓函数GE/RT。计算的泡点温度与实验测得的沸点温度吻合良好,由面积积分法检验这些模型参数计算的二元体系相平衡数据,得到很好的热力学一致性。     

硝基氯苯体系固液平衡研究

利用差式扫描量热法,测定了硝基氯苯同分异构体二元及三元固液平衡 t—x关系。同时,利用表征分子特征的拓扑指标θ关联溶液的过量自由能 G~E。计算了二元及三元硝基氟苯同分异构体的固液平衡。G~E 方程式为G~E=RT 式中 k_(ij)为通过实验确定的两分子相互作用参数。上式计算值与实验值的偏差小于2K。     

气升式内环流反应器中油滴的分散特性

本文研究了气升式内环流反应器中油滴的分散特性。以对数正态分布密度函数为油滴尺寸的分散模型,导出了油滴的Sauter平均直径解析式。对模型作了实验验证,关联了模型参数。提出了油滴的尺寸分布密度函数和Sauter平均直径的半经验式。结果表明计算值与实验值吻合良好。     

螺旋叶片转子强化传热机理分析

以螺旋叶片转子为研究对象,对转子的强化换热机理进行理论分析,提出螺旋叶片转子3种强化传热机理,包括截面收缩效应强化、螺旋流动效应强化以及二次流效应强化。采用理论推导的方法,建立湍流区内Nusselt数预测关联式以及压力降预测关联式,从而预测转子几何参数等对转子强化传热特性及阻力特性的影响。同时,将关联式预测结果与对应的强化传热实验结果进行对比,对比结果表明:推导得出的Nusselt数预测关联式计算值与实验得到的Nusselt数之间的最大偏差为7.4%,阻力系数的预测关联式计算值与其实验值之间的最大偏差为10.1%。     

LNG热物性计算

天然气在其液化或液态状态下输送过程中,其物性参数随着温度和压力的变化而不断改变,因此液化天然气物性计算中不能按理想状态处理。根据实际工程需要,使用LKP方程及其关联式对密度、焓和熵值进行计算;通过对比态原理和Lohrenz等关联式计算了比热容和粘度。计算结果和实验数据对比,表明其计算精度满足工程实际需求。     

基于对应态原理的过剩焓模型

本文把局部组成概念引入三参数对应态原理中,提出了一个新的过剩焓模型。经用30组物系考核并与UNIFAC、PRG、NRTL及UNIQUAC模型比较,表明新模型关联精度甚高。由二元参数推算多元系,效果也较好。     

烷烃混合物二元相互作用参数的新型关联式

针对偏离二参数对应状态原理的复杂流体,以Mie势能函数和London色散力理论为基础,引入基于Joffee和Stewart虚拟临界规则的Leland分子形状系数,推导得到状态方程中二元相互作用参数k_ij的新型关联式.取Mie势能函数的参数n为3时,无需经过实验数据返算,关联式可直接计算和预测烷烃混合物k_ij;除了物质的临界性质外,k_ij还是温度、组成、摩尔体积、偏心因子和离子化势能的函数.将关联式初步应用于Peng-Robinson状态方程计算烷烃类混合物的临界压力,计算值与实验值平均偏差小于2.40％,取得满意的结果.     

甲酰胺+乙醇/丙醇/异丙醇/乙酸乙酯二元混合物的体积及黏度性质

为理解含甲酰胺二元溶液的超额性质变化及分子间相互作用,常压下测定了甲酰胺(FA)分别与乙醇、丙醇、异丙醇和乙酸乙酯组成的二元系在293.15~318.15 K的密度和黏度,计算了超额摩尔体积(VE)和黏度偏差(Δη)。采用半经验的黏度方程对实验黏度数据进行了关联和预测,并基于Eyring绝对速率理论方法计算了黏滞性活化参数。结果表明,四个二元系的超额摩尔体积均为负值,且都随温度升高而偏差增大。FA-乙醇和FA-乙酸乙酯两个体系的黏度偏差为负值,且随温度降低而偏差增大。FA-丙醇和FA-异丙醇两个体系的黏度偏差随FA组分增加呈‘S’形变化,在甲酰胺低浓度区由负值变为正值,也均随温度降低而偏差增大。Mc Allister模型对黏度数据的关联结果最好,预测值与实验值的平均相对偏差最小。黏滞性活化参数说明混合过程中焓驱动起主导作用。     

PR状态方程推算液体多种热力学性质

在汽液平衡区域对ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ立方型状态方程（ＰＲＥｏＳ）及其参数α（Ｔｒ）作了数学分析。结果说明，ＰＲＥＯＳ由于本身的局限而难以兼顾对两相密度、焓值和热容的推算精度。函数α（Ｔｒ）可以用不同的方法得到，当α（Ｔｒ）采用热容数据拟合得到时，则可以较好地同时计算液体的蒸发焓（△Ｈ＿ｖ）和热容偏差（△Ｃ＿ｐ）。本文对Ｃ＿２Ｈ＿６和ＨＣｌ作了举例计算。