化工計(jì)算課件

緒論

0.1化工計(jì)算的內(nèi)容（1）化工計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)容（2）化工過(guò)程物料衡算（3）單一化工過(guò)程能量衡算（4）典型化工過(guò)程工藝計(jì)算緒論0.1化工計(jì)算的內(nèi)容1緒論

0.2化工計(jì)算的作用（1）在化工過(guò)程開發(fā)中的作用（2）在化工設(shè)計(jì)中的作用（3）在技術(shù)革新和技術(shù)改造中的作用（4）在化工操作方面的作用（5）在化工生產(chǎn)的組織和管理中的作用緒論0.2化工計(jì)算的作用2緒論

0.3化工計(jì)算課程的學(xué)習(xí)方法（1）基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固（2）計(jì)算機(jī)、計(jì)算軟件的應(yīng)用能力（3）理論聯(lián)系實(shí)際（4）嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作作風(fēng)緒論0.3化工計(jì)算課程的學(xué)習(xí)方法3

化工計(jì)算的核心內(nèi)容是：如何查找物性數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于化工過(guò)程開發(fā)。

就化工計(jì)算研究對(duì)象和核心內(nèi)容而言，本課程完全可以撇開基礎(chǔ)理論，圍繞“如何查找物性數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于化工過(guò)程開發(fā)”來(lái)展開，要完成這樣的教學(xué)，還必須利用化工流程模擬軟件在教學(xué)中的輔助作用?；び?jì)算的核心內(nèi)容是：如何查找物性數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于化工過(guò)4任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的選擇及換算，內(nèi)部文件瀏覽。任務(wù)二、純組分的物性查詢，繪制物性數(shù)據(jù)圖。任務(wù)三、自定義組分的創(chuàng)建，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸飽和蒸汽壓公式參數(shù)，回歸理想氣體熱容公式中參數(shù)以及其它物性數(shù)據(jù)公式的參數(shù)。作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式計(jì)算值的數(shù)據(jù)對(duì)比圖?；び?jì)算的九個(gè)任務(wù)任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的5任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V-T性質(zhì)，并出具物料的所有物性計(jì)算結(jié)果。任務(wù)五、繪制二元組分汽液相平衡圖，溶液模型的選擇，根據(jù)二元組分相平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸回歸溶液模型的二元交互作用參數(shù)。任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V6任務(wù)六、閃蒸的模擬。任務(wù)七、精餾塔的模擬。任務(wù)八、物性數(shù)據(jù)的估算。任務(wù)九、Gibbs反應(yīng)器模擬反應(yīng)的極限并計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)，用平衡反應(yīng)器模擬反應(yīng)的結(jié)果。任務(wù)六、閃蒸的模擬。7任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的選擇及換算，內(nèi)部文件瀏覽。

1．什么是ChemCAD

ChemCAD系列軟件是美國(guó)Chemstations公司開發(fā)的化工流程模擬軟件。ChemCAD根據(jù)MicrosoftWindows設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用了Microsoft工具包及WindowsHelp系統(tǒng)，使得ChemCAD具有容易使用、高度集成、界面友好等特點(diǎn)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，外觀及感覺(jué)和用戶熟悉的其它Windows程序十分相似。

任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的8（1）畫出用戶自己的流程圖；（2）選擇組分；（3）選擇熱力學(xué)模型；（4）詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)料物流信息；（5）詳細(xì)說(shuō)明各單元操作的信息；（6）運(yùn)行；（7）計(jì)算設(shè)備規(guī)格；（8）研究費(fèi)用評(píng)估方案；（9）評(píng)定環(huán)境影響；（10）分析結(jié)果/按需優(yōu)化；（11）生成物料流程圖/報(bào)告。（1）畫出用戶自己的流程圖；92．ChemCAD6.0的運(yùn)行界面2．ChemCAD6.0的運(yùn)行界面103．ChemCAD6.0的單位制的選擇3．ChemCAD6.0的單位制的選擇11米制單位制——Metric米制單位制——Metric12國(guó)際單位制——SI國(guó)際單位制——SI134．ChemCAD6.0的單位換算功能鍵——“F6”的使用

4．ChemCAD6.0的單位換算功能鍵——“F6”的使用14

15化工計(jì)算課件16化工計(jì)算課件175．ChemCAD6.0的內(nèi)部工作文件瀏覽

5．ChemCAD6.0的內(nèi)部工作文件瀏覽181-1在某次試驗(yàn)中需要?dú)怏w壓力為2atm，試求此壓力相當(dāng)于多少：（1）Pa；（2）kgf/cm2；（3）psia；（4）bar。1-2水以50m3/h的流速移動(dòng)，試求此流量相當(dāng)于：（1）m3/min；（2）litre/hr；（3）cc/sec；（4）gph；（5）ft3/hr；（6）lmpgpm。1-1在某次試驗(yàn)中需要?dú)怏w壓力為2atm，試求此壓力相當(dāng)191-320℃時(shí)煤油的密度以CGS制表示為0.845g/cm3，試換算成SI制、米制工程單位、英制單位。1-4一表面張力為0.005lbf/ft，換算成dyn/cm、J/m2、N/m。1-5500kcal熱能，熱效率為75%，在10分鐘內(nèi)傳給物體，求傳熱速率，用下列單位表示：（1）kcal/s；（2）kW；（3）hp（馬力）；（4）kgfm/s；（5）Btu/s。1-320℃時(shí)煤油的密度以CGS制表示為0.845g/c201-620%蔗糖溶液，20℃時(shí)的粘度為1.967厘泊（cP），換算成：（1）kg/(mh)；（2）kgfs/m2；（3）Ns/m2；（4）mPas；（5）lb/(fts)；（6）lbfs/ft2。1-7一桶原油換算為多少升？1-8汞20℃的導(dǎo)熱系數(shù)為6.8kcal/(mh℃)，換算成SI單位，英制單位。1-620%蔗糖溶液，20℃時(shí)的粘度為1.967厘泊（c211-9由手冊(cè)查得下列液體在68℉時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為：醋酸=0.099Btu/(fth℉)、煤油=0.086Btu/(fth℉)。換算成：（1）液體溫度用℃表示；（2）導(dǎo)熱系數(shù)用SI單位表示。1-9由手冊(cè)查得下列液體在68℉時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為：醋酸=0.221-10由一溫度已知值，計(jì)算下列所有溫度K℃°F°R（1）500（2）-10（3）104（4）6001-10由一溫度已知值，計(jì)算下列所有溫度K℃°F°R（1231-11丁烯（氣體）于158℉時(shí)之熱容為0.366Btu/(lb℉)，換算成kcal/(kg℃)及kJ/(kg℃)。1-12銅的熱容為cp=5.44+0.1462102Tcal/(mol℃)，式中T的單位為℃。試求：（1）將上式換算成cp用Btu/(lb-molR)表示，式中T用R表示。（2）求60℃時(shí)銅之cp值，單位用Btu/(lb-molR)表示。1-11丁烯（氣體）于158℉時(shí)之熱容為0.366Btu241-13一反應(yīng)器的水銀壓力表讀數(shù)為26.5英寸汞柱真空度。當(dāng)日氣壓讀數(shù)為763mmHg柱。求容器內(nèi)絕壓為多少？用磅力/英寸2、磅力/英尺2、巴、mmHg柱、英寸汞柱及毫米水柱表示。1-13一反應(yīng)器的水銀壓力表讀數(shù)為26.5英寸汞柱真空度251-14一種三組分的液體混合物，其中含A10kg、B為25%（質(zhì)量%）以及每1molB含1.5molC。A、B、C三組分的分子量分別為56、58、72；比重分別為0.58、0.60、0.67。計(jì)算（1）混合物的摩爾百分?jǐn)?shù)（mol%）及體積百分?jǐn)?shù)。（2）混合物的平均分子量。1-14一種三組分的液體混合物，其中含A10kg、B為226任務(wù)二、純組分的物性查詢，繪制物性數(shù)據(jù)圖化工過(guò)程的開發(fā)，化工生產(chǎn)過(guò)程規(guī)律的探索離不開對(duì)物性數(shù)據(jù)的依賴。純組分的物性都是通過(guò)各個(gè)時(shí)期的科學(xué)工作者長(zhǎng)期、認(rèn)真、耐心、反復(fù)的測(cè)量積累而成的。他們?cè)谔剿鞲鞣N自然常數(shù)以及傳播這種知識(shí)中的現(xiàn)身精神，是應(yīng)用科學(xué)賴以取得成就的基礎(chǔ)。任務(wù)二、純組分的物性查詢，繪制物性數(shù)據(jù)圖化工過(guò)程的開發(fā)，化27CHEMCAD集成了DIPPR（美國(guó)物性數(shù)據(jù)研究院）物性數(shù)據(jù)庫(kù)，每一種純組分的物性主要有：分子量，臨界常數(shù)，飽和蒸汽壓，密度，表面張力，粘度，熱容等等。下面就以水為例，介紹如何查詢這些物性數(shù)據(jù)。CHEMCAD集成了DIPPR（美國(guó)物性數(shù)據(jù)研究院）物性數(shù)據(jù)28習(xí)題2-1查詢乙醇的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的最少數(shù)據(jù)”，并把所查得的有關(guān)熱容、密度、飽和蒸汽壓的方程系數(shù)代入到具體方程中。2-2查詢甲醇的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“基本數(shù)據(jù)”，并把所查得的有關(guān)熱容、密度、飽和蒸汽壓的方程系數(shù)代入到具體方程中。習(xí)題2-1查詢乙醇的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的292-3查詢丙烯的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的最少數(shù)據(jù)”，并把所查得的有關(guān)熱容、密度、飽和蒸汽壓的方程系數(shù)代入到具體方程中。使用Antoine方程和DIPPR庫(kù)方程計(jì)算200K下的飽和蒸汽壓。使用理想氣體熱容的多項(xiàng)式方程和DIPPR庫(kù)方程計(jì)算200K下的熱容CP。2-3查詢丙烯的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的最少數(shù)據(jù)”，302-4繪制異丁烷的理想氣體熱容圖，飽和蒸汽壓圖。把數(shù)據(jù)導(dǎo)出，手工繪制。2-4繪制異丁烷的理想氣體熱容圖，飽和蒸汽壓圖。把數(shù)據(jù)導(dǎo)31任務(wù)三、自定義組分的創(chuàng)建，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸飽和蒸汽壓公式參數(shù)，回歸理想氣體熱容公式中參數(shù)以及其它物性數(shù)據(jù)公式的參數(shù)。作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式計(jì)算值的數(shù)據(jù)對(duì)比圖。CHEMCAD提供的DIPPR物性數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)都是灰色的，不讓用戶修改任務(wù)三、自定義組分的創(chuàng)建，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸飽和蒸汽壓公式參數(shù)32CHEMCAD提供了三種創(chuàng)建自定義組分的命令：①“創(chuàng)建新的組分”菜單命令：②“復(fù)制組分”菜單命令：③“導(dǎo)入自定義組分物性數(shù)據(jù)文件”菜單命令：CHEMCAD提供了三種創(chuàng)建自定義組分的命令：①“創(chuàng)建新的33例3-1通過(guò)復(fù)制丙烯組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知丙烯的飽和蒸汽壓測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-1：溫度K72.9598.49124.02149.55175.08200.62壓力mmHg4.24E-101.34E-040.07042.9635.5209226.15251.68277.22302.75786220050109820例3-1通過(guò)復(fù)制丙烯組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命34理想氣體熱容測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-2：溫度K72.9598.49124.02149.55175.08200.62226.15熱容cal/(mol-K)8.739.239.8110.511.21212.8251.68277.22302.755507501050125013.714.615.524.529.935.138用表c-1和表c-2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸蒸汽壓方程和熱容方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。理想氣體熱容測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-2：溫度K72.9598.4935習(xí)題3-1通過(guò)復(fù)制異丁烷組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知異丁烷的飽和蒸汽壓測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-3：溫度K114.2144.8184.7225.5276.9壓力Pa0.01428.490581095.919177.3176501307.1347.2408.94484661.19E+063.63E+06用表c-3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸蒸汽壓方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。習(xí)題3-1通過(guò)復(fù)制異丁烷組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并363-2通過(guò)復(fù)制水組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知水的密度測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-4：

溫度℃041015202531密度kg/m3999.839999.972999.699999.099998.204997.045995.341溫度℃445565758595100密度kg/m3990.628985.695980.557974.850968.621961.902958.365用表c-4中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸密度方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。

3-2通過(guò)復(fù)制水組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。373-3通過(guò)復(fù)制呋喃組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知呋喃的液體熱容測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-5：溫度K187.75211.24232.31247.74260.74熱容J/kmol-K99486.4101291103444105593107452272.01276.57304.1109525110263116092用表c-5中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸液體熱容方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。

3-3通過(guò)復(fù)制呋喃組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名38任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V-T性質(zhì)，并出具物料的所有物性計(jì)算結(jié)果。

任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V39宏觀物質(zhì)的聚集狀態(tài)（相態(tài)）有三種：氣、液、固，其中氣相（汽相）又分為：1.氣體——大于Tc且小于pc的氣相中的物質(zhì)。2.蒸汽——能經(jīng)加壓或降溫液化或凝固的氣相稱為蒸汽。宏觀物質(zhì)的聚集狀態(tài)（相態(tài)）有三種：40計(jì)算氣體的p、V、T數(shù)據(jù)1.氣體的p、V、T數(shù)據(jù)變化規(guī)律采用氣體狀態(tài)方程來(lái)描述。2.這個(gè)規(guī)律的探索歷程：波義爾（Boyle，1662）PV=常數(shù)蓋·呂薩克（Gay-Lussac,1802）V=V0(1+kT)克拉伯龍（Clapeyron,1834）PV=R(T+267)200年前，VanHelmont發(fā)現(xiàn)了氣體冷凝計(jì)算氣體的p、V、T數(shù)據(jù)1.氣體的p、V、T數(shù)據(jù)變化規(guī)律采411822年，CagniarddeLaTour發(fā)現(xiàn)臨界狀態(tài)，即在這個(gè)溫度和壓力下，氣體和液體不可區(qū)分1862年，Andrews對(duì)臨界現(xiàn)象作了全面深入的研究1873年，范德華定量的考慮了真實(shí)氣體與理想氣體的偏差，是目前通用的PVT關(guān)系的基礎(chǔ)1927年，Ursell通過(guò)對(duì)分子間力的研究，用統(tǒng)計(jì)力學(xué)導(dǎo)出了維里方程1949年，Redlich-Kwong提出了一個(gè)改進(jìn)的兩參數(shù)狀態(tài)方程1822年，CagniarddeLaTour發(fā)現(xiàn)臨界42所有真實(shí)氣體在較高溫度和較低壓力下都近似于理想氣體，PVT關(guān)系可以用理想氣體狀態(tài)方程表示：PV=nRT所有真實(shí)氣體的PVT關(guān)系在P0時(shí)，都必須還原為理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT理想氣體微觀模型描述為：a）氣體分子是不占體積的質(zhì)點(diǎn)；b）氣體分子之間無(wú)相互作用力；c）氣體分子是彈性體。所有真實(shí)氣體在較高溫度和較低壓力下都近似于理想氣體，43對(duì)真實(shí)氣體的非理想性修正自1840年范德華就開始了，目前的絕大多數(shù)方程都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展的幾個(gè)十分成功的方程：1949年的Redlich和Kwong提出的RK方程，近期則為1972年Soave提出的SRK方程和1976年P(guān)eng和Robinson提出的PR方程，這些方程都是立方型的應(yīng)用氣體狀態(tài)方程時(shí)注意事項(xiàng)：任何一個(gè)氣體狀態(tài)方程都不是萬(wàn)能的，會(huì)受到物質(zhì)種類、物質(zhì)的極性、溫度、壓力范圍的影響。能較好預(yù)測(cè)飽和液體的性質(zhì)，但對(duì)液體的其它狀態(tài)還不能很好的適用。對(duì)真實(shí)氣體的非理想性修正自1840年范德華就開始了，目前的絕44標(biāo)準(zhǔn)SRK方程SRK方程引入的參數(shù)a、b是對(duì)真實(shí)氣體非理想性的修正。a修正分子間的相互作用力b修正分子體積標(biāo)準(zhǔn)SRK方程45其中：

對(duì)比溫度其中：對(duì)比溫度46物質(zhì)的臨界參數(shù)求取SRK方程中的參數(shù)a、b時(shí)，需查閱該氣體的臨界參數(shù)臨界參數(shù)是物質(zhì)的特性參數(shù)，是一種固有的性質(zhì)，氣體加壓液化所允許的最高溫度成為臨界溫度；氣體在臨界溫度時(shí)發(fā)生液化所需要的最小壓力稱為臨界壓力。各物質(zhì)的臨界參數(shù)詳見(jiàn)第294～297頁(yè)物質(zhì)的臨界參數(shù)求取SRK方程中的參數(shù)a、b時(shí)，需查閱該氣體的47采用CHEMCAD計(jì)算物料的PVT等性質(zhì)例題4-1：采用ChemCAD軟件計(jì)算異丁烷在300K、0.3704MPa時(shí)飽和蒸汽的摩爾體積，并查看其它物性如焓、熵、壓縮因子、密度等。例題4-2：用CHEMCAD分別求473.15K下飽和水蒸汽的焓（相對(duì)焓）和473.15K下水蒸汽處于理想狀態(tài)時(shí)的焓。求不同壓力下的理想氣體熵（如分別在p1為1961Pa下和p2為196Pa下的熵）。

采用CHEMCAD計(jì)算物料的PVT等性質(zhì)例題4-1：采用Ch481.物料或流股的溫度、壓力、體積、焓、熵、密度等宏觀性質(zhì)是相互聯(lián)系的。而K值模型起到了紐帶作用。2.除了臨界參數(shù)如pc、Tc、偏心因子、沸點(diǎn)等這些特性常數(shù)外，物料其它的宏觀性質(zhì)稱之為狀態(tài)函數(shù)。3.物料的所有性質(zhì)確定后，物料的狀態(tài)就完全確定；反之，物料的狀態(tài)確定后，所有的性質(zhì)也隨之確定。1.物料或流股的溫度、壓力、體積、焓、熵、密度等宏觀性質(zhì)是49在本門課程中，一股物料代表一種狀態(tài)，這股物料中的所有狀態(tài)函數(shù)具有唯一值。狀態(tài)函數(shù)只有少數(shù)部分可以直接測(cè)量：如溫度、壓力、濃度等，而焓、熵、逸度、活度等不易測(cè)量，氣體狀態(tài)方程或K值模型就是這兩類狀態(tài)函數(shù)溝通的橋梁。一股物料的確定或一種狀態(tài)的確定——自由度的作用。在本門課程中，一股物料代表一種狀態(tài)，這股物料中的所有狀態(tài)函數(shù)50能夠維持物料原有相數(shù)而可以獨(dú)立改變的變量叫做自由度。吉布斯相律，F(xiàn)＝C－P＋2只受溫度和壓力影響的平衡系統(tǒng)的自由度數(shù)，等于系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)減去相數(shù)再加上2。本課程中物料的自由度確定完全可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)：在確定物料各組分濃度和總摩爾數(shù)（質(zhì)量數(shù)）后，剩下的自由度一般不超過(guò)2個(gè)。（汽相分率不是狀態(tài)函數(shù)）能夠維持物料原有相數(shù)而可以獨(dú)立改變的變量叫做自由度。51焓的定義

焓的數(shù)學(xué)形式

H=U+PV焓的特性

(1)是狀態(tài)函數(shù)，H=f(p,T)等(2)無(wú)法確定其絕對(duì)值，也從不使用各狀態(tài)下的焓絕對(duì)值(3)只計(jì)算△H焓的定義焓的數(shù)學(xué)形式H=U+PV52焓在工程應(yīng)用上極為廣泛，焓沒(méi)有絕對(duì)值，每次應(yīng)用時(shí)都要計(jì)算兩個(gè)狀態(tài)下的焓變，公式復(fù)雜，計(jì)算繁瑣，給工程人員帶來(lái)不便；

如果確定一個(gè)狀態(tài)為體系共同的參照標(biāo)準(zhǔn)，那么就可以確定體系任意一個(gè)狀態(tài)下的相對(duì)焓值：

焓在工程應(yīng)用上極為廣泛，焓沒(méi)有絕對(duì)值，每次應(yīng)用時(shí)都要計(jì)算兩個(gè)53焓的參考態(tài)：焓值的參照狀態(tài)是一個(gè)組分在25℃和1atm的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的生成熱（或生成焓）。單質(zhì)的理想氣體的生成熱是0。＝理想氣體在298.15K和1atm下的標(biāo)準(zhǔn)生成焓；

焓的參考態(tài)：焓值的參照狀態(tài)是一個(gè)組分在25℃和1atm的標(biāo)準(zhǔn)54熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容：熱不能自動(dòng)從低溫流向高溫。數(shù)學(xué)表達(dá)形式：理想氣體的熵變計(jì)算公式如下：等溫下理想氣體的熵變計(jì)算公式如下：熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容：熱不能自動(dòng)從低溫流向高溫。數(shù)學(xué)表達(dá)55例4－1已知異丁烷溫度300K,壓力3.704×105Pa,求體積。解題步驟：已求得a=1.6537×10-2(Pa?m3)molb=8.0582×10-5m3mol將數(shù)據(jù)代入式（2－6），得f(Vm)=V3－0.006734V2－0.39155×10-5V－0.35977×10-9導(dǎo)函數(shù)f?(Vm)=3V2－0.013368V－0.39155×10-5手工計(jì)算SRK方程例4－1已知異丁烷溫度300K,壓力3.704×1056Vm0＝RT/p＝0.0067338m3molVm1＝Vm0－f(Vm0)/f?(Vm0)＝6.7338×10-3+5.2795×10-4

＝6.2058×10-3Vm2＝Vm1－f(Vm1)/f?(Vm1)＝6.2058×10-3－1.005×10-4＝6.1053×10-3Vm3＝Vm2－f(Vm2)/f?(Vm2)＝6.1053×10-3－0.3553×10-5

＝6.1018×10-3真實(shí)氣體p、Vm、T的求解Vm0＝RT/p＝0.0067338m3mol真實(shí)氣體p57Vm4＝Vm3－f(Vm3)/f?(Vm3)＝6.1018×10-3－0.4375×10-8

＝6.1018×10-3＝Vm3真實(shí)氣體p、Vm、T的求解剛才求的是異丁烷飽和蒸汽體積，該方程還有一解是飽和液體體積Vm0＝RT/p/1000＝6.7338×10-6m3/molVm1＝0.939×10-4Vm2＝1.128×10-4

Vm3＝1.1376×10-4Vm4＝1.1376×10-4Vm4＝Vm3－f(Vm3)/f?(Vm3)真實(shí)58三個(gè)根的意義V的三根之和等與理想狀態(tài)下的體積。同理也可以用式（2－19）求Z的三個(gè)根，三個(gè)根之和等于理想狀態(tài)下的壓縮因子，即等于1。通過(guò)上述關(guān)系求出中間的一個(gè)根。對(duì)f(Vm)和f(Z)作圖，可以看到三個(gè)根的分布，呈“N”形狀。在迭代過(guò)程中，V、Z>0（大于零）三個(gè)根的意義V的三根之和等與理想狀態(tài)下的體積。59例2－2SRK方程的f(Vm)圖例2－2SRK方程的f(Vm)圖60習(xí)題

4-1．氯甲烷在60℃時(shí)，求其飽和蒸汽的摩爾體積和飽和蒸氣壓？GlobalKValueOption（K值模型）分別選擇SRK、PR和BWRS方程，并與實(shí)驗(yàn)值的摩爾體積1.636m3/kmol進(jìn)行比較，其飽和蒸汽壓為1.376MPa。4-2．計(jì)算200℃、1MPa時(shí)異丙醇蒸汽的摩爾體積V和壓縮因子Z。GlobalKValueOption（K值模型）分別選擇SRK、PR和BWRS方程。4-3．計(jì)算136atm、921K時(shí)水蒸汽的比容，并與實(shí)驗(yàn)值V=0.0292m3/kg進(jìn)行比較。習(xí)題

4-1．氯甲烷在60℃時(shí)，求其飽和蒸汽的摩爾體614-4．計(jì)算水蒸氣在10.3MPa和643K下的摩爾體積，并與水蒸氣表查出的數(shù)據(jù)(V＝0.0232m3/kg)進(jìn)行比較。GlobalKValueOption（K值模型）分別選擇SRK、PR和BWRS方程4-5．一壓縮機(jī)每小時(shí)處理600kg甲烷及乙烷的等摩爾混合物。氣體在5MPa，l49℃下離開壓縮機(jī)。試問(wèn)離開壓縮機(jī)的氣體體積流率為多少？4-6．使用SRK方程計(jì)算在333K時(shí)氯甲烷的飽和蒸汽和飽和液體的摩爾體積。巳知：333K時(shí)氯甲烷的飽和蒸氣壓為1.376MPa，飽和蒸汽和飽和液體實(shí)驗(yàn)值分別為1636L/kmol及60.37L/kmol。4-4．計(jì)算水蒸氣在10.3MPa和643K下的摩爾體積，并624-7．已知633K、9.8104Pa下水的焓為57497Jmol-1,運(yùn)用SRK方程求算633K、9.8MPa下水的焓值。文獻(xiàn)值為53359Jmol-1。4-8.試計(jì)算甲烷與氮?dú)獾臍怏w混合物（甲烷的摩爾分?jǐn)?shù)為60％），在200K下，壓力從零增至4.86MPa中焓的變量。（K、H=SRK或BWRS）4-9.試計(jì)算丙烷氣體從378K、0.507MPa的初態(tài)變到463K、2.535MPa的終態(tài)時(shí)過(guò)程的H和S值。4-10.有人用A和B兩股水蒸氣通過(guò)絕熱混合獲得0.5MPa的飽和蒸汽，其中A股是干度為98％的濕蒸汽，壓力為0.5MPa，流量為1；而B股是473.15K，0.5MPa的過(guò)熱蒸汽，試求B股過(guò)熱蒸汽的流量該為多少？4-7．已知633K、9.8104Pa下水的焓為5749763期中復(fù)習(xí)量的名稱單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度米m質(zhì)量千克kg時(shí)間秒s物質(zhì)的量摩爾mol熱力學(xué)溫度開（爾文）K1、SI單位制中的基本單位（化工中常用的幾個(gè)）期中復(fù)習(xí)量的名稱單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度米m質(zhì)量千克kg64期中復(fù)習(xí)2、直接用基本單位表示的SI導(dǎo)出單位量的名稱單位名稱單位符號(hào)(關(guān)系式)體積(容積)立方米m3摩爾體積立方米每摩爾m3/mol比體積(比容)立方米每千克m3/kg密度千克每立方米kg/m3物質(zhì)量濃度摩爾每立方米mol/m3期中復(fù)習(xí)2、直接用基本單位表示的SI導(dǎo)出單位量的名稱單位名稱65期中復(fù)習(xí)3、其他的SI導(dǎo)出單位量的名稱單位名稱單位符號(hào)用其他SI單位表示的關(guān)系式壓力,壓強(qiáng)帕[斯卡]PaN/m2能量,功,熱量焦[耳]JNm功率瓦[特]WJ/s粘度帕秒Pas

表面張力牛頓每米N/m

摩爾熱容焦/(開摩爾)J/(molK)期中復(fù)習(xí)3、其他的SI導(dǎo)出單位量的名稱單位名稱單位符號(hào)用其他66國(guó)際單位制——SI國(guó)際單位制——SI674．ChemCAD6.0的單位換算功能鍵——“F6”的使用

4．ChemCAD6.0的單位換算功能鍵——“F6”的使用68期中復(fù)習(xí)5、選擇組分選擇組分選擇組分期中復(fù)習(xí)5、選擇組分選擇組分選擇組分69期中復(fù)習(xí)ID:數(shù)據(jù)庫(kù)中的順序號(hào)，身份證用ID，英文名，CAS，分子式查找CAS：美國(guó)化學(xué)文摘給所有物質(zhì)的統(tǒng)一編號(hào)期中復(fù)習(xí)ID:數(shù)據(jù)庫(kù)中的順序號(hào)，身份證用ID，英文名，CAS70期中復(fù)習(xí)組分列表用鼠標(biāo)選中組分，單擊“查看”按鈕查看組分信息期中復(fù)習(xí)組分列表用鼠標(biāo)選中組分，單擊“查看”按鈕查71期中復(fù)習(xí)6、創(chuàng)建自定義組分點(diǎn)擊菜單按鈕“熱力學(xué)及物化性質(zhì)”點(diǎn)擊菜單命令“組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)”期中復(fù)習(xí)6、創(chuàng)建自定義組分點(diǎn)擊菜單按鈕“熱力學(xué)及物化性質(zhì)”點(diǎn)72物化數(shù)據(jù)回歸的菜單命令物化數(shù)據(jù)回歸的73期中復(fù)習(xí)7、物料的定義或信息編輯物料與組分的區(qū)別：物料有狀態(tài)，如溫度、壓力、各組分的濃度等等狀態(tài)性質(zhì)。組分沒(méi)有狀態(tài)之分，它有分子結(jié)構(gòu)決定。例如，液態(tài)的水和固態(tài)的冰，組分均為水。期中復(fù)習(xí)7、物料的定義或信息編輯物料與組分的區(qū)別：74先選擇組分的單位是分率還是流量確定物料中各組分的分率或流量如果組分的單位是分率，再確定總流量最后在這三個(gè)變量中確定其中兩個(gè)先選擇組分的單位確定物料中各組分如果組分的單位是分最后在這三75如何采用ChemCAD進(jìn)行單位換算？在ChemCAD中如何正確處理單位制選擇與單位換算的關(guān)系？在ChemCAD中如何創(chuàng)建自定義組分？在ChemCAD中，可以進(jìn)行哪些物性數(shù)據(jù)的回歸？自變量都是什么物理量？在“物料信息編輯”窗口中如何進(jìn)行物料信息編輯？思考題如何采用ChemCAD進(jìn)行單位換算？思考題76思考題在ChemCAD中如何查看焓和熵的結(jié)果信息？?jī)晒晌锪现g或兩種狀態(tài)之間的焓變和熵變?nèi)绾斡?jì)算？思考題在ChemCAD中如何查看焓和熵的結(jié)果信息？77任務(wù)五、繪制二元組分汽液相平衡圖，溶液模型的選擇，根據(jù)二元組分相平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸溶液模型的二元交互作用參數(shù)?；び?jì)算課件78化工計(jì)算課件79化工計(jì)算課件80例5-1采用RKS方程計(jì)算：在2.0MPa壓力下，二元體系丙烯（C3H6,Propylene）－異丁烷（C4H10，Isobutane）的汽相平衡組成和溫度，以及汽液兩相中各組分的逸度系數(shù)。（斯坦利M?瓦拉斯，化工相平衡，370頁(yè)）例5-2畫出二元體系水和乙醇在等溫下（100℃）的汽液相平衡圖。例5-1采用RKS方程計(jì)算：在2.0MPa壓力下，二元體811964年，Wilson等人根據(jù)溶液的局部組成理論，創(chuàng)建了半經(jīng)驗(yàn)半理論的活度系數(shù)方程；后來(lái)得到不斷改進(jìn)，并出現(xiàn)了以局部組成理論開發(fā)的其它方程，如NRTL方程、UNIQUAC方程，使活度系數(shù)的計(jì)算方法的研究進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。1964年，Wilson等人根據(jù)溶液的局部組成理論，創(chuàng)建了半825.1.1Wilson方程的通式：上式直接表達(dá)了活度系數(shù)與溶液中的各組分的關(guān)系，式中稱為Wilson參數(shù)，可以表示為：5.1.1Wilson方程的通式：上式直接表達(dá)了活度系數(shù)83上式中、是純組分i、j的摩爾體積，是物質(zhì)固有的性質(zhì)（查看組分物性數(shù)據(jù)的其它物性數(shù)據(jù)中的“液體體積常數(shù)”）；R是氣體常數(shù)；T是體系的溫度。則需要通過(guò)i和j組成的二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)采用數(shù)學(xué)的方法回歸出來(lái)。上式中、是純組分i、j的摩爾體積，是物質(zhì)固有的性質(zhì)（查看組分845.2WILSON參數(shù)回歸例題5-3：已知二元體系甲醇（methanol）—水（water）在0.1013MPa下的汽液平衡數(shù)據(jù)如下，求wilson方程的能量參數(shù)。（《化工熱力學(xué)》例7-1，wilson方程的能量參數(shù)，），

表e-1甲醇-水二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)x10.050.20.40.60.80.9t/℃92.7582.6976.1771.5767.8166.1y10.2670.5620.7240.8320.9210.9615.2WILSON參數(shù)回歸例題5-3：已知二元體系甲醇（m855.3UNIFAC估算例5-4：用UNIFAC法估算二元體系甲醇（methanol）—水（water）在0.1013MPa下的Wilson方程的能量參數(shù)，并計(jì)算和比較汽液平衡數(shù)據(jù)。5.3UNIFAC估算例5-4：用UNIFAC法估算二元體86習(xí)題5-1．繪制呋喃-四氫化碳分別在等溫、等壓下的汽液平衡相圖。5-2．繪制氯仿-苯分別在等溫、等壓下的汽液平衡相圖。5-3．繪制乙醇-苯分別在等溫、等壓下的汽液平衡相圖。5-4．繪制氯仿-丙酮分別在等溫、等壓下的汽液平衡相圖。習(xí)題5-1．繪制呋喃-四氫化碳分別在等溫、等壓下的汽875-5．繪制正丁醇-水分別在等溫、等壓下的汽液平衡相圖。（K=NRTL或UNQUAC，全流程相的選擇Vapor/LIQUID/Liquid/Solid）。5-6．繪制己烷-乙醇-乙腈三元體系的雙節(jié)點(diǎn)圖。5-7．繪制正丁醇-水的二元體系液液平衡圖。5-5．繪制正丁醇-水分別在等溫、等壓下的汽液885-8．氯仿-乙醇二元體系，試求①該體系在55℃的p-x1-y1數(shù)據(jù)；②如有恒沸點(diǎn)，確定恒沸點(diǎn)組成和壓力。5-9．甲醇-甲基乙基酮二元體系在溫度64.3℃，壓力1.013×105Pa時(shí)形成含84.2%（摩爾分?jǐn)?shù)）甲醇的恒沸物，使用甲醇和甲基乙基酮沸點(diǎn)數(shù)據(jù)或飽和蒸汽溫度數(shù)據(jù)及恒沸點(diǎn)數(shù)據(jù)回歸Wilson方程參數(shù)，并用該Wilson方程求出這一體系在1.013×105Pa壓力下的t-x1-y1數(shù)據(jù)。5-10．用P-R狀態(tài)方程計(jì)算甲醇-水二元體系在150℃汽液平衡。5-8．氯仿-乙醇二元體系，試求①該體系在55℃的p-x1-895-11．醋酸-水-異丙醚三元體系的液液平衡數(shù)據(jù)如下：（質(zhì)量百分含量）使用上述數(shù)據(jù)回歸NRTL參數(shù)，并作雙節(jié)點(diǎn)圖。

表e-2醋酸-水-異丙醚三元體系的液液平衡數(shù)據(jù)

水層異丙醚層醋酸％水異丙醚醋酸％水異丙醚0.6998.11.20.180.599.31.4197.11.50.370.798.92.8995.51.60.790.898.46.4291.51.91.93197.113.384.42.34.821.993.325.571.13.411.43.984.736.758.94.421.66.971.544.345.11.631.110.858.146.437.116.536.215.148.75-11．醋酸-水-異丙醚三元體系的液液平衡數(shù)據(jù)如下：（質(zhì)量90任務(wù)9反應(yīng)過(guò)程模擬，變溫過(guò)程模擬，變壓過(guò)程模擬反應(yīng)過(guò)程是化工生產(chǎn)的核心，決定著整個(gè)工藝流程方案。有關(guān)反應(yīng)過(guò)程模擬的幾個(gè)概念：①反應(yīng)物配比②轉(zhuǎn)化率③選擇性④反應(yīng)平衡常數(shù)⑤等溫反應(yīng)⑥絕熱反應(yīng)⑦任務(wù)9反應(yīng)過(guò)程模擬，變溫過(guò)程模擬，變壓過(guò)程模擬反應(yīng)過(guò)程是91一、反應(yīng)物配比１．參與反應(yīng)的各物料價(jià)格存在差異２．各反應(yīng)物混合后可能形成爆炸性氣體３．如何充分利用高價(jià)反應(yīng)物？４．如何避免反應(yīng)物混合后形成爆炸性氣體？５．通常各反應(yīng)物之間的比例關(guān)系并非按照化學(xué)反應(yīng)方程式中的計(jì)量比進(jìn)行配制。配比反映的是生產(chǎn)規(guī)律反應(yīng)式的計(jì)量系數(shù)反映的是反應(yīng)變化規(guī)律一、反應(yīng)物配比１．參與反應(yīng)的各物料價(jià)格存在差異配比反映的是生92二、轉(zhuǎn)化率某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分?jǐn)?shù)。二、轉(zhuǎn)化率某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分?jǐn)?shù)。93a1A+b1B→cC+dD （主反應(yīng)）a2A+b2B→eE+fF （副反應(yīng)）選擇性（S）其中D為目的產(chǎn)物生成目的產(chǎn)物所耗某反應(yīng)物的量與該反應(yīng)物反應(yīng)掉的量的比值，或生成目的產(chǎn)物的量與反應(yīng)掉的原料所能生成的目的產(chǎn)物的理論量的比值a1A+b1B→cC+dD （主反應(yīng)）選擇性（S）其中94aA+bBcC+dD （反應(yīng)）四、平衡常數(shù)（K）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)體系中的各組分的濃度不隨時(shí)間改變，表示該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到轉(zhuǎn)化的極限，這個(gè)極限是一個(gè)常數(shù)。aA+bBcC+dD （反應(yīng)）四、95例4-15甲烷氧化制甲醛，主、副反應(yīng)如下：主反應(yīng)：CH4(g)+O2HCHO(g)+H2O(g)副反應(yīng)：CH4(g)+2O2CO2+2H2O(g)已知總轉(zhuǎn)化率為40%，主反應(yīng)選擇性75%，各反應(yīng)物、生成物的流量如下表所示：組分原料生成物CH4O2N2CH4HCHOCO2H2OO2N2kmol/h1001003766030105050376溫度℃25100150試計(jì)算：①生成物中各物質(zhì)的量和摩爾組成？②需從反應(yīng)器中移走多少熱量？（書上130頁(yè)）例4-15甲烷氧化制甲醛，主、副反應(yīng)如下：組分原料生成物96換熱設(shè)備：換熱器的模擬計(jì)算例4-1-3100kmol某混合氣體由H2、N2、CO、CO2四種氣體組成，其摩爾分率分別為：H2=40%、N2=22%、CO=28%、CO2=10%，初溫為25℃（298.15K），升溫至450℃（723.15K），試計(jì)算此過(guò)程的焓變。換熱設(shè)備：換熱器的模擬計(jì)算例4-1-3100kmol某混97任務(wù)六：閃蒸器的模擬計(jì)算蒸餾酒是乙醇濃度高于原發(fā)酵產(chǎn)物的各種酒精飲料。蒸餾酒與釀造酒相比，在制造工藝上多了一道蒸餾工序，關(guān)健設(shè)備是蒸餾器。一般的釀造酒，酒度低于20%，蒸餾酒則可高達(dá)60%以上。

閃蒸應(yīng)用實(shí)例——蒸餾酒任務(wù)六：閃蒸器的模擬計(jì)算蒸餾酒是乙醇濃度高于原發(fā)酵產(chǎn)物的各種98閃蒸中的汽液平衡線的物理意義汽液平衡線上任意一點(diǎn)都代表了唯一的平衡狀態(tài)線段的長(zhǎng)度與對(duì)應(yīng)狀態(tài)的物料比值都相等汽化分率(VF)=V/FVF=0.1882(以質(zhì)量計(jì))VF=0.1425(以摩爾計(jì))閃蒸中的汽液平衡線的物理意義汽液平衡線上任意一點(diǎn)都代表了線段99幾個(gè)重要概念相平衡常數(shù)——K1=y1/x1相對(duì)揮發(fā)度——α12=K1/K2共沸點(diǎn)——α12=1幾個(gè)重要概念相平衡常數(shù)——K1=y1/x1100任務(wù)六：閃蒸器的模擬計(jì)算閃蒸是連續(xù)單級(jí)蒸餾過(guò)程。該過(guò)程使進(jìn)料混合物部分汽化或冷凝，得到含易揮發(fā)組分較多的蒸汽和含難揮發(fā)組分較多的液體。將閃蒸后的蒸汽或液體再分別閃蒸下去，會(huì)使易揮發(fā)組分和難以揮發(fā)的組份不斷富集而得到較高純度或回收率，這正是精餾的原理。任務(wù)六：閃蒸器的模擬計(jì)算閃蒸是連續(xù)單級(jí)蒸餾過(guò)程。該過(guò)程使進(jìn)料101閃蒸的流程閃蒸的流程102例6-3已知混合液的組成（摩爾分?jǐn)?shù)）：CH40.05，C2H60.10，C3H80.30，i-C4H100.55，試計(jì)算混合液在27℃時(shí)的平衡汽相組成和平衡壓力。例6-6混合物的部分汽化。含苯50%（mol%）的苯、甲苯混合物，溫度為10℃（283.15K），連續(xù)加入汽化室內(nèi)，在汽化室內(nèi)混合物被加熱至50℃，汽化率為30%，問(wèn)每kmol進(jìn)料需向汽化室提供多少kJ的熱量？并求平衡壓力和汽液相組成。例6-3已知混合液的組成（摩爾分?jǐn)?shù)）：CH40.05103壓縮機(jī)、泵的模擬計(jì)算例4-5-3使用一個(gè)等熵壓縮機(jī)在60℉、14.7psia下把100lbmol/hr（45.3592kmol/hr）的空氣壓縮到147psia（1.11485E6Pa）的壓力，通過(guò)CHEMCAD模擬該系統(tǒng)。流程圖如圖4-5-6所示。壓縮機(jī)、泵的模擬計(jì)算例4-5-3使用一個(gè)等熵壓縮機(jī)在60104在流程模擬完成的最后需確定：（1）完成壓縮共需要多少能量？用hp表示（1hp=744.700w）（2）出口空氣的溫度是多少？（℉）在流程模擬完成的最后需確定：105任務(wù)七、精餾塔的模擬

任務(wù)七、精餾塔的模擬106精餾設(shè)計(jì)的兩種計(jì)算方法：簡(jiǎn)捷計(jì)算和逐板計(jì)算法。①逐板計(jì)算法通過(guò)物料衡算、熱量衡算和相平衡關(guān)系,來(lái)進(jìn)行計(jì)算。其結(jié)果較為可靠。但是所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較多，計(jì)算工作量也較大。②簡(jiǎn)捷法是利用Fenske方程求最少理論板數(shù),Un-derwood方程求最小回流比,由Gilliland圖得到實(shí)際理論板數(shù),并由Fenske方程得到加料板位置。精餾設(shè)計(jì)的兩種計(jì)算方法：簡(jiǎn)捷計(jì)算和逐板計(jì)算法。107③簡(jiǎn)捷法雖然誤差較大,但是作為初步計(jì)算,仍然是有效的。同時(shí),它的計(jì)算結(jié)果往往作為逐板計(jì)算的參考和出發(fā)點(diǎn)。③簡(jiǎn)捷法雖然誤差較大,但是作為初步計(jì)算,仍然是有效的。同時(shí),108有關(guān)精餾的幾個(gè)重要概念①關(guān)鍵組分:在多組分精餾中，把需要作為分離指標(biāo)的兩個(gè)組分分別稱為輕關(guān)鍵組分和重關(guān)鍵組分。輕、重關(guān)鍵組分一般是揮發(fā)度相鄰的組分。輕關(guān)鍵組分的揮發(fā)度大，在塔頂回收。重關(guān)鍵組分的揮發(fā)度小，在塔底回收。②回收率:在簡(jiǎn)捷法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需要指定輕關(guān)鍵組分在塔頂?shù)幕厥章屎椭仃P(guān)鍵組分在塔底的回收率，作為計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)。③實(shí)際回流比:從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)加以考慮，一般取R/Rrnin=1.1-1.5或更大，該比值增加，分離效果好，但能耗大。有關(guān)精餾的幾個(gè)重要概念①關(guān)鍵組分:在多組分精餾中，把需要作為1091.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)

1.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)1101.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)

1.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)1111.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)

1.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)1121.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)

例7-1

使用簡(jiǎn)捷法設(shè)計(jì)一個(gè)脫乙烷塔，從含有6個(gè)輕烴的混合物中回收乙烷，進(jìn)料組成mol%：甲烷5，乙烷35，丙烯15，丙烷20，異丁烷10，正丁烷15；進(jìn)料狀態(tài)為飽和液相，壓力為2.736MPa。對(duì)產(chǎn)物分離要求見(jiàn)設(shè)計(jì)條件表。設(shè)計(jì)的分離要求數(shù)值餾出液中C2H6的回收率餾出液中C3H6的回收率0.9150.063表7-1脫乙烷塔的設(shè)計(jì)條件1.精餾塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)例7-1使用簡(jiǎn)捷法設(shè)計(jì)一個(gè)脫乙113①求該塔的最小回流比，所需最少理論板數(shù)；②當(dāng)實(shí)際回流比為最小回流比的1.25倍即R/Rm=1.25時(shí)，該塔的實(shí)際塔板數(shù)和進(jìn)料位置。①求該塔的最小回流比，所需最少理論板數(shù)；②當(dāng)實(shí)際回流比為最小114例：有一苯(1)甲苯(2)和乙苯(3)的溶液，流量為100kmo1/h，組成為x1=0.44，x2=0.36，x3=0.2，要求把其中的苯與甲苯及乙苯分開（即苯與甲苯分別為輕/重關(guān)鍵組分），塔頂餾出液中x2=0.026,塔底釜?dú)堃褐衳1=0.0235，取回流比為3.5，泡點(diǎn)進(jìn)料，試求:①餾出液與釜?dú)堃旱牧髁考敖M成;②用簡(jiǎn)捷法求所擊理論板數(shù)和加料位置。例：有一苯(1)甲苯(2)和乙苯(3)的溶液，流量為100k1151.設(shè)塔頂流量為D2.設(shè)塔釜流量為W3.依據(jù)苯的質(zhì)量守恒，D+W=1000.974×D+0.0235×W=44解得D=43.82，W=56.18苯的回收率：(44-56.18*0.0235)/44=0.97甲苯的回收率：(43.82*0.026)/36=0.03161.設(shè)塔頂流量為D2.設(shè)塔釜流量為W3.依據(jù)苯的質(zhì)量守恒，解116例7-2

已知塔的進(jìn)料條件和操作要求如圖7-2所示，求塔的溫度分布和物料的各組分分布。2.精餾的嚴(yán)格模擬例7-2已知塔的進(jìn)料條件和操作要求如圖7-2所示，求塔的117緒論

0.1化工計(jì)算的內(nèi)容（1）化工計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)容（2）化工過(guò)程物料衡算（3）單一化工過(guò)程能量衡算（4）典型化工過(guò)程工藝計(jì)算緒論0.1化工計(jì)算的內(nèi)容118緒論

0.2化工計(jì)算的作用（1）在化工過(guò)程開發(fā)中的作用（2）在化工設(shè)計(jì)中的作用（3）在技術(shù)革新和技術(shù)改造中的作用（4）在化工操作方面的作用（5）在化工生產(chǎn)的組織和管理中的作用緒論0.2化工計(jì)算的作用119緒論

0.3化工計(jì)算課程的學(xué)習(xí)方法（1）基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固（2）計(jì)算機(jī)、計(jì)算軟件的應(yīng)用能力（3）理論聯(lián)系實(shí)際（4）嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作作風(fēng)緒論0.3化工計(jì)算課程的學(xué)習(xí)方法120

化工計(jì)算的核心內(nèi)容是：如何查找物性數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于化工過(guò)程開發(fā)。

就化工計(jì)算研究對(duì)象和核心內(nèi)容而言，本課程完全可以撇開基礎(chǔ)理論，圍繞“如何查找物性數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于化工過(guò)程開發(fā)”來(lái)展開，要完成這樣的教學(xué)，還必須利用化工流程模擬軟件在教學(xué)中的輔助作用?；び?jì)算的核心內(nèi)容是：如何查找物性數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于化工過(guò)121任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的選擇及換算，內(nèi)部文件瀏覽。任務(wù)二、純組分的物性查詢，繪制物性數(shù)據(jù)圖。任務(wù)三、自定義組分的創(chuàng)建，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸飽和蒸汽壓公式參數(shù)，回歸理想氣體熱容公式中參數(shù)以及其它物性數(shù)據(jù)公式的參數(shù)。作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式計(jì)算值的數(shù)據(jù)對(duì)比圖?；び?jì)算的九個(gè)任務(wù)任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的122任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V-T性質(zhì)，并出具物料的所有物性計(jì)算結(jié)果。任務(wù)五、繪制二元組分汽液相平衡圖，溶液模型的選擇，根據(jù)二元組分相平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸回歸溶液模型的二元交互作用參數(shù)。任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V123任務(wù)六、閃蒸的模擬。任務(wù)七、精餾塔的模擬。任務(wù)八、物性數(shù)據(jù)的估算。任務(wù)九、Gibbs反應(yīng)器模擬反應(yīng)的極限并計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)，用平衡反應(yīng)器模擬反應(yīng)的結(jié)果。任務(wù)六、閃蒸的模擬。124任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的選擇及換算，內(nèi)部文件瀏覽。

1．什么是ChemCAD

ChemCAD系列軟件是美國(guó)Chemstations公司開發(fā)的化工流程模擬軟件。ChemCAD根據(jù)MicrosoftWindows設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用了Microsoft工具包及WindowsHelp系統(tǒng)，使得ChemCAD具有容易使用、高度集成、界面友好等特點(diǎn)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，外觀及感覺(jué)和用戶熟悉的其它Windows程序十分相似。

任務(wù)一、CHEMCAD的啟動(dòng)，工作文件的命名及保存，單位制的125（1）畫出用戶自己的流程圖；（2）選擇組分；（3）選擇熱力學(xué)模型；（4）詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)料物流信息；（5）詳細(xì)說(shuō)明各單元操作的信息；（6）運(yùn)行；（7）計(jì)算設(shè)備規(guī)格；（8）研究費(fèi)用評(píng)估方案；（9）評(píng)定環(huán)境影響；（10）分析結(jié)果/按需優(yōu)化；（11）生成物料流程圖/報(bào)告。（1）畫出用戶自己的流程圖；1262．ChemCAD6.0的運(yùn)行界面2．ChemCAD6.0的運(yùn)行界面1273．ChemCAD6.0的單位制的選擇3．ChemCAD6.0的單位制的選擇128米制單位制——Metric米制單位制——Metric129國(guó)際單位制——SI國(guó)際單位制——SI1304．ChemCAD6.0的單位換算功能鍵——“F6”的使用

4．ChemCAD6.0的單位換算功能鍵——“F6”的使用131

132化工計(jì)算課件133化工計(jì)算課件1345．ChemCAD6.0的內(nèi)部工作文件瀏覽

5．ChemCAD6.0的內(nèi)部工作文件瀏覽1351-1在某次試驗(yàn)中需要?dú)怏w壓力為2atm，試求此壓力相當(dāng)于多少：（1）Pa；（2）kgf/cm2；（3）psia；（4）bar。1-2水以50m3/h的流速移動(dòng)，試求此流量相當(dāng)于：（1）m3/min；（2）litre/hr；（3）cc/sec；（4）gph；（5）ft3/hr；（6）lmpgpm。1-1在某次試驗(yàn)中需要?dú)怏w壓力為2atm，試求此壓力相當(dāng)1361-320℃時(shí)煤油的密度以CGS制表示為0.845g/cm3，試換算成SI制、米制工程單位、英制單位。1-4一表面張力為0.005lbf/ft，換算成dyn/cm、J/m2、N/m。1-5500kcal熱能，熱效率為75%，在10分鐘內(nèi)傳給物體，求傳熱速率，用下列單位表示：（1）kcal/s；（2）kW；（3）hp（馬力）；（4）kgfm/s；（5）Btu/s。1-320℃時(shí)煤油的密度以CGS制表示為0.845g/c1371-620%蔗糖溶液，20℃時(shí)的粘度為1.967厘泊（cP），換算成：（1）kg/(mh)；（2）kgfs/m2；（3）Ns/m2；（4）mPas；（5）lb/(fts)；（6）lbfs/ft2。1-7一桶原油換算為多少升？1-8汞20℃的導(dǎo)熱系數(shù)為6.8kcal/(mh℃)，換算成SI單位，英制單位。1-620%蔗糖溶液，20℃時(shí)的粘度為1.967厘泊（c1381-9由手冊(cè)查得下列液體在68℉時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為：醋酸=0.099Btu/(fth℉)、煤油=0.086Btu/(fth℉)。換算成：（1）液體溫度用℃表示；（2）導(dǎo)熱系數(shù)用SI單位表示。1-9由手冊(cè)查得下列液體在68℉時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為：醋酸=0.1391-10由一溫度已知值，計(jì)算下列所有溫度K℃°F°R（1）500（2）-10（3）104（4）6001-10由一溫度已知值，計(jì)算下列所有溫度K℃°F°R（11401-11丁烯（氣體）于158℉時(shí)之熱容為0.366Btu/(lb℉)，換算成kcal/(kg℃)及kJ/(kg℃)。1-12銅的熱容為cp=5.44+0.1462102Tcal/(mol℃)，式中T的單位為℃。試求：（1）將上式換算成cp用Btu/(lb-molR)表示，式中T用R表示。（2）求60℃時(shí)銅之cp值，單位用Btu/(lb-molR)表示。1-11丁烯（氣體）于158℉時(shí)之熱容為0.366Btu1411-13一反應(yīng)器的水銀壓力表讀數(shù)為26.5英寸汞柱真空度。當(dāng)日氣壓讀數(shù)為763mmHg柱。求容器內(nèi)絕壓為多少？用磅力/英寸2、磅力/英尺2、巴、mmHg柱、英寸汞柱及毫米水柱表示。1-13一反應(yīng)器的水銀壓力表讀數(shù)為26.5英寸汞柱真空度1421-14一種三組分的液體混合物，其中含A10kg、B為25%（質(zhì)量%）以及每1molB含1.5molC。A、B、C三組分的分子量分別為56、58、72；比重分別為0.58、0.60、0.67。計(jì)算（1）混合物的摩爾百分?jǐn)?shù)（mol%）及體積百分?jǐn)?shù)。（2）混合物的平均分子量。1-14一種三組分的液體混合物，其中含A10kg、B為2143任務(wù)二、純組分的物性查詢，繪制物性數(shù)據(jù)圖化工過(guò)程的開發(fā)，化工生產(chǎn)過(guò)程規(guī)律的探索離不開對(duì)物性數(shù)據(jù)的依賴。純組分的物性都是通過(guò)各個(gè)時(shí)期的科學(xué)工作者長(zhǎng)期、認(rèn)真、耐心、反復(fù)的測(cè)量積累而成的。他們?cè)谔剿鞲鞣N自然常數(shù)以及傳播這種知識(shí)中的現(xiàn)身精神，是應(yīng)用科學(xué)賴以取得成就的基礎(chǔ)。任務(wù)二、純組分的物性查詢，繪制物性數(shù)據(jù)圖化工過(guò)程的開發(fā)，化144CHEMCAD集成了DIPPR（美國(guó)物性數(shù)據(jù)研究院）物性數(shù)據(jù)庫(kù)，每一種純組分的物性主要有：分子量，臨界常數(shù)，飽和蒸汽壓，密度，表面張力，粘度，熱容等等。下面就以水為例，介紹如何查詢這些物性數(shù)據(jù)。CHEMCAD集成了DIPPR（美國(guó)物性數(shù)據(jù)研究院）物性數(shù)據(jù)145習(xí)題2-1查詢乙醇的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的最少數(shù)據(jù)”，并把所查得的有關(guān)熱容、密度、飽和蒸汽壓的方程系數(shù)代入到具體方程中。2-2查詢甲醇的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“基本數(shù)據(jù)”，并把所查得的有關(guān)熱容、密度、飽和蒸汽壓的方程系數(shù)代入到具體方程中。習(xí)題2-1查詢乙醇的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的1462-3查詢丙烯的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的最少數(shù)據(jù)”，并把所查得的有關(guān)熱容、密度、飽和蒸汽壓的方程系數(shù)代入到具體方程中。使用Antoine方程和DIPPR庫(kù)方程計(jì)算200K下的飽和蒸汽壓。使用理想氣體熱容的多項(xiàng)式方程和DIPPR庫(kù)方程計(jì)算200K下的熱容CP。2-3查詢丙烯的物性數(shù)據(jù)，寫出其中的“所需的最少數(shù)據(jù)”，1472-4繪制異丁烷的理想氣體熱容圖，飽和蒸汽壓圖。把數(shù)據(jù)導(dǎo)出，手工繪制。2-4繪制異丁烷的理想氣體熱容圖，飽和蒸汽壓圖。把數(shù)據(jù)導(dǎo)148任務(wù)三、自定義組分的創(chuàng)建，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸飽和蒸汽壓公式參數(shù)，回歸理想氣體熱容公式中參數(shù)以及其它物性數(shù)據(jù)公式的參數(shù)。作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式計(jì)算值的數(shù)據(jù)對(duì)比圖。CHEMCAD提供的DIPPR物性數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)都是灰色的，不讓用戶修改任務(wù)三、自定義組分的創(chuàng)建，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸飽和蒸汽壓公式參數(shù)149CHEMCAD提供了三種創(chuàng)建自定義組分的命令：①“創(chuàng)建新的組分”菜單命令：②“復(fù)制組分”菜單命令：③“導(dǎo)入自定義組分物性數(shù)據(jù)文件”菜單命令：CHEMCAD提供了三種創(chuàng)建自定義組分的命令：①“創(chuàng)建新的150例3-1通過(guò)復(fù)制丙烯組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知丙烯的飽和蒸汽壓測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-1：溫度K72.9598.49124.02149.55175.08200.62壓力mmHg4.24E-101.34E-040.07042.9635.5209226.15251.68277.22302.75786220050109820例3-1通過(guò)復(fù)制丙烯組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命151理想氣體熱容測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-2：溫度K72.9598.49124.02149.55175.08200.62226.15熱容cal/(mol-K)8.739.239.8110.511.21212.8251.68277.22302.755507501050125013.714.615.524.529.935.138用表c-1和表c-2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸蒸汽壓方程和熱容方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。理想氣體熱容測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-2：溫度K72.9598.49152習(xí)題3-1通過(guò)復(fù)制異丁烷組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知異丁烷的飽和蒸汽壓測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-3：溫度K114.2144.8184.7225.5276.9壓力Pa0.01428.490581095.919177.3176501307.1347.2408.94484661.19E+063.63E+06用表c-3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸蒸汽壓方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。習(xí)題3-1通過(guò)復(fù)制異丁烷組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并1533-2通過(guò)復(fù)制水組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知水的密度測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-4：

溫度℃041015202531密度kg/m3999.839999.972999.699999.099998.204997.045995.341溫度℃445565758595100密度kg/m3990.628985.695980.557974.850968.621961.902958.365用表c-4中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸密度方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。

3-2通過(guò)復(fù)制水組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。1543-3通過(guò)復(fù)制呋喃組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知呋喃的液體熱容測(cè)量數(shù)據(jù)如表c-5：溫度K187.75211.24232.31247.74260.74熱容J/kmol-K99486.4101291103444105593107452272.01276.57304.1109525110263116092用表c-5中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸液體熱容方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有參數(shù)。

3-3通過(guò)復(fù)制呋喃組分來(lái)創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名155任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V-T性質(zhì)，并出具物料的所有物性計(jì)算結(jié)果。

任務(wù)四、應(yīng)用氣體狀態(tài)方程SRK方程或PR方程計(jì)算氣體的P-V156宏觀物質(zhì)的聚集狀態(tài)（相態(tài)）有三種：氣、液、固，其中氣相（汽相）又分為：1.氣體——大于Tc且小于pc的氣相中的物質(zhì)。2.蒸汽——能經(jīng)加壓或降溫液化或凝固的氣相稱為蒸汽。宏觀物質(zhì)的聚集狀態(tài)（相態(tài)）有三種：157計(jì)算氣體的p、V、T數(shù)據(jù)1.氣體的p、V、T數(shù)據(jù)變化規(guī)律采用氣體狀態(tài)方程來(lái)描述。2.這個(gè)規(guī)律的探索歷程：波義爾（Boyle，1662）PV=常數(shù)蓋·呂薩克（Gay-Lussac,1802）V=V0(1+kT)克拉伯龍（Clapeyron,1834）PV=R(T+267)200年前，VanHelmont發(fā)現(xiàn)了氣體冷凝計(jì)算氣體的p、V、T數(shù)據(jù)1.氣體的p、V、T數(shù)據(jù)變化規(guī)律采1581822年，CagniarddeLaTour發(fā)現(xiàn)臨界狀態(tài)，即在這個(gè)溫度和壓力下，氣體和液體不可區(qū)分1862年，Andrews對(duì)臨界現(xiàn)象作了全面深入的研究1873年，范德華定量的考慮了真實(shí)氣體與理想氣體的偏差，是目前通用的PVT關(guān)系的基礎(chǔ)1927年，Ursell通過(guò)對(duì)分子間力的研究，用統(tǒng)計(jì)力學(xué)導(dǎo)出了維里方程1949年，Redlich-Kwong提出了一個(gè)改進(jìn)的兩參數(shù)狀態(tài)方程1822年，CagniarddeLaTour發(fā)現(xiàn)臨界159所有真實(shí)氣體在較高溫度和較低壓力下都近似于理想氣體，PVT關(guān)系可以用理想氣體狀態(tài)方程表示：PV=nRT所有真實(shí)氣體的PVT關(guān)系在P0時(shí)，都必須還原為理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT理想氣體微觀模型描述為：a）氣體分子是不占體積的質(zhì)點(diǎn)；b）氣體分子之間無(wú)相互作用力；c）氣體分子是彈性體。所有真實(shí)氣體在較高溫度和較低壓力下都近似于理想氣體，160對(duì)真實(shí)氣體的非理想性修正自1840年范德華就開始了，目前的絕大多數(shù)方程都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展的幾個(gè)十分成功的方程：1949年的Redlich和Kwong提出的RK方程，近期則為1972年Soave提出的SRK方程和1976年P(guān)eng和Robinson提出的PR方程，這些方程都是立方型的應(yīng)用氣體狀態(tài)方程時(shí)注意事項(xiàng)：任何一個(gè)氣體狀態(tài)方程都不是萬(wàn)能的，會(huì)受到物質(zhì)種類、物質(zhì)的極性、溫度、壓力范圍的影響。能較好預(yù)測(cè)飽和液體的性質(zhì)，但對(duì)液體的其它狀態(tài)還不能很好的適用。對(duì)真實(shí)氣體的非理想性修正自1840年范德華就開始了，目前的絕161標(biāo)準(zhǔn)SRK方程SRK方程引入的參數(shù)a、b是對(duì)真實(shí)氣體非理想性的修正。a修正分子間的相互作用力b修正分子體積標(biāo)準(zhǔn)SRK方程162其中：

對(duì)比溫度其中：對(duì)比溫度163物質(zhì)的臨界參數(shù)求取SRK方程中的參數(shù)a、b時(shí)，需查閱該氣體的臨界參數(shù)臨界參數(shù)是物質(zhì)的特性參數(shù)，是一種固有的性質(zhì)，氣體加壓液化所允許的最高溫度成為臨界溫度；氣體在臨界溫度時(shí)發(fā)生液化所需要的最小壓力稱為臨界壓力。各物質(zhì)的臨界參數(shù)詳見(jiàn)第294～297頁(yè)物質(zhì)的臨界參數(shù)求取SRK方程中的參數(shù)a、b時(shí)，需查閱該氣體的164采用CHEMCAD計(jì)算物料的PVT等性質(zhì)例題4-1：采用ChemCAD軟件計(jì)算異丁烷在300K、0.3704MPa時(shí)飽和蒸汽的摩爾體積，并查看其它物性如焓、熵、壓縮因子、密度等。例題4-2：用CHEMCAD分別求473.15K下飽和水蒸汽的焓（相對(duì)焓）和473.15K下水蒸汽處于理想狀態(tài)時(shí)的焓。求不同壓力下的理想氣體熵（如分別在p1為1961Pa下和p2為196Pa下的熵）。

采用CHEMCAD計(jì)算物料的PVT等性質(zhì)例題4-1：采用Ch1651.物料或流股的溫度、壓力、體積、焓、熵、密度等宏觀性質(zhì)是相互聯(lián)系的。而K值模型起到了紐帶作用。2.除了臨界參數(shù)如pc、Tc、偏心因子、沸點(diǎn)等這些特性常數(shù)外，物料其它的宏觀性質(zhì)稱之為狀態(tài)函數(shù)。3.物料的所有性質(zhì)確定后，物料的狀態(tài)就完全確定；反之，物料的狀態(tài)確定后，所有的性質(zhì)也隨之確定。1.物料或流股的溫度、壓力、體積、焓、熵、密度等宏觀性質(zhì)是166在本門課程中，一股物料代表一種狀態(tài)，這股物料中的所有狀態(tài)函數(shù)具有唯一值。狀態(tài)函數(shù)只有少數(shù)部分可以直接測(cè)量：如溫度、壓力、濃度等，而焓、熵、逸度、活度等不易測(cè)量，氣體狀態(tài)方程或K值模型就是這兩類狀態(tài)函數(shù)溝通的橋梁。一股物料的確定或一種狀態(tài)的確定——自由度的作用。在本門課程中，一股物料代表一種狀態(tài)，這股物料中的所有狀態(tài)函數(shù)167能夠維持物料原有相數(shù)而可以獨(dú)立改變的變量叫做自由度。吉布斯相律，F(xiàn)＝C－P＋2只受溫度和壓力影響的平衡系統(tǒng)的自由度數(shù)，等于系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)減去相數(shù)再加上2。本課程中物料的自由度確定完全可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)：在確定物料各組分濃度和總摩爾數(shù)（質(zhì)量數(shù)）后，剩下的自由度一般不超過(guò)2個(gè)。（汽相分率不是狀態(tài)函數(shù)）能夠維持物料原有相數(shù)而可以獨(dú)立改變的變量叫做自由度。168焓的定義

焓的數(shù)學(xué)形式

H=U+PV焓的特性

(1)是狀態(tài)函數(shù)，H=f(p,T)等(2)無(wú)法確定其絕對(duì)值，也從不使用各狀態(tài)下的焓絕對(duì)值(3)只計(jì)算△H焓的定義焓的數(shù)學(xué)形式H=U+PV169焓在工程應(yīng)用上極為廣泛，焓沒(méi)有絕對(duì)值，每次應(yīng)用時(shí)都要計(jì)算兩個(gè)狀態(tài)下的焓變，公式復(fù)雜，計(jì)算繁瑣，給工程人員帶來(lái)不便；

如果確定一個(gè)狀態(tài)為體系共同的參照標(biāo)準(zhǔn)，那么就可以確定體系任意一個(gè)狀態(tài)下的相對(duì)焓值：

焓在工程應(yīng)用上極為廣泛，焓沒(méi)有絕對(duì)值，每次應(yīng)用時(shí)都要計(jì)算兩個(gè)