化工熱力學實驗課件

化工熱力學實驗化工熱力學實驗1實驗一

二氧化碳臨界狀態(tài)觀測及p-v-t關系測定一、實驗目的1.了解CO2臨界狀態(tài)的觀測方法，增加對臨界狀態(tài)概念的感性認識。2.加深對課堂所講工質的熱力狀態(tài)、凝結、汽化、飽和狀態(tài)等基本概念的理解。實驗一

二氧化碳臨界狀態(tài)觀測及p-v-t關系測定一、實驗目的23.掌握CO2的p-v-t關系的測定方法，學會用實驗測定實際氣體狀態(tài)變化規(guī)律的方法和技巧。4.學會活塞式壓力計、恒溫器等部分熱工儀器的正確使用方法。3.掌握CO2的p-v-t關系的測定方法，學會用實驗測定實3二、實驗內容1.測定CO2的p-v-t關系。在p-v坐標圖中繪出低于臨界溫度(t=20℃)、臨界溫度(t=31.1℃)和高于臨界溫度(t=40℃)的三條等溫曲線，并與標準實驗曲線及理論計算值相比較，并分析差異原因。2.測定CO2在低于臨界溫度時，飽和溫度與飽和壓力之間的對應關系。二、實驗內容1.測定CO2的p-v-t關系。在p-v坐標圖43.觀測臨界狀態(tài)(1)臨界狀態(tài)時近汽液兩相模糊的現(xiàn)象。(2)汽液整體相變現(xiàn)象。(3)測定的CO2的tc,pc,vc等臨界參數(shù)，并將實驗所得的vc值與理想氣體狀態(tài)方程和范德瓦爾方程的理論值相比較，簡述其差異原因。3.觀測臨界狀態(tài)(1)臨界狀態(tài)時近汽液兩相模糊的現(xiàn)象。。5化工熱力學實驗課件6三、實驗設備及原理三、實驗設備及原理7對簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，當工質處于平衡狀態(tài)時，其狀態(tài)參效p、v、t之間有：F(p,v,t)=0或t=f(p,v)（1）本試驗就是根據(jù)式（1），采用定溫方法來測定CO2p-v之間的關系，從而找出CO2的p-v-t的關系。對簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，當工質處于平衡狀態(tài)時，其狀態(tài)參效p、v8四、實驗步驟1.裝好實驗設備，開啟試驗臺本體上的日光燈2.使用恒溫器調定溫度3.加壓前的準備4.做好實驗的原始記錄5.測定低于臨界溫度t=20℃時的定溫線6.測定臨界等溫線t=31.1℃和臨界參數(shù)，觀察臨界現(xiàn)象7.測定高于臨界溫度t=40℃時的等溫線四、實驗步驟1.裝好實驗設備，開啟試驗臺本體上的日光燈9五、數(shù)據(jù)處理1計算儀器常數(shù)由于充進承壓玻璃管內的CO2質量不便測量，而玻璃管內徑或界面（A）又不易測準，因而實驗中采用間接辦法來確定CO2的比容，認為CO2的比容ν與其高度是一種線性關系。具體如下：1)已知CO2液體在20℃，9.8MPa時的比容ν（20℃，9.8MPa）=0.00117m3/kg五、數(shù)據(jù)處理1計算儀器常數(shù)102）如前操作實地測出本試驗臺CO2在20℃，9.8MPa時的CO2液柱高度Δh*(m)，（注意玻璃水套上刻度的標記方法）3）由1)可知υ(20℃,9.8MPa)==0.00117m3/kg2）如前操作實地測出本試驗臺CO2在20℃，9.8MPa時的11那么任意溫度，壓力下CO2的比容為式中，將測得的數(shù)據(jù)整理成表，并在p-v圖上作出等溫線那么任意溫度，壓力下CO2的比容為122應用RK方程進行體積數(shù)據(jù)推算，并與相應的實驗值比較臨界溫度以下取氣相與液相各一值，其它每個溫度一值2應用RK方程進行體積數(shù)據(jù)推算，并與相應的實驗值比較13六、實驗報告1.簡述實驗原理及過程。2.各種數(shù)據(jù)的原始記錄。3.計算及在p-v圖上畫出等溫線。4.將實驗測得的飽和溫度與飽和壓力的對應與有關資料上數(shù)據(jù)進行比較5.將實驗測得的臨界比容vc與理論計算值比較其差異及原因。RK方程比較。6.實驗討論。六、實驗報告1.簡述實驗原理及過程。14實驗二

二元汽液平衡數(shù)據(jù)的測定

循環(huán)釜原理示意圖A—蒸餾瓶B—接收瓶一、原理實驗二

二元汽液平衡數(shù)據(jù)的測定循環(huán)釜原理示意圖一、原理15達到平衡狀態(tài)時，每一組分在各相中的化學位相等，即逸度相等。對于二元兩相平衡，其熱力學基本關系式為：常壓下，汽相可視為理想氣體，則達到平衡狀態(tài)時，每一組分在各相中的化學位相等，即逸度16化工熱力學實驗課件17二實驗目的1測定常壓下乙醇（1）－水（2）二元汽液平衡數(shù)據(jù)2通過實驗了解汽液平衡釜的構造，掌握二元汽液平衡數(shù)據(jù)的測定方法和技能。3繪制汽液平衡相圖。二實驗目的18三實驗裝置三實驗裝置19

四實驗步驟1.加料：從加料口加入25-30毫升乙醇和水，組成約為0.1，0.3，0.5，0.7，檢查氣密性，然后開冷卻水。2.觀察大氣壓,將100毫升針筒與系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)壓力為101.325kPa。3.加熱：接通電源，調節(jié)變壓器，緩慢升溫加熱至釜液沸騰。4.調節(jié)阿貝折光儀的循環(huán)水溫至25度

四實驗步驟1.加料：從加料口加入25-30毫升乙醇和水，205.取樣；觀察平衡釜內的沸騰情況，冷凝回流液控制在每秒2～3滴，穩(wěn)定地回流約20分鐘，以建立平衡狀態(tài)。記下平衡溫度，用取樣器同時取氣液兩相樣品。（為保證樣品準確，取樣時用取樣器抽洗2～3次后再測）6.分析：將取下的樣品用阿貝折光儀測定其折光指數(shù)，通過標準曲線圖查x,y的值；或采用氣相色譜分析檢測5.取樣；觀察平衡釜內的沸騰情況，冷凝回流液控制在每秒2～3217.取樣后，改變釜內的組成，重復上述步驟，進行第二組數(shù)據(jù)的測定，要求每組至少測四組平衡數(shù)據(jù)。8.實驗結束，先把變壓器的電壓逐漸調到零，關閉其開關，切斷折光儀和恒溫槽的電源，釜內溫度降低，關冷卻水，整理好實驗儀器試驗臺。7.取樣后，改變釜內的組成，重復上述步驟，進行第二組數(shù)據(jù)的測22五、數(shù)據(jù)處理1繪出折光率-組成標準曲線2將實驗測得的平衡數(shù)據(jù)以表格形式列出3計算出活度系數(shù)4由附錄標準值繪制T—x—y圖5將實驗值標在圖中，比較偏差，分析原因。五、數(shù)據(jù)處理23實驗三

三元液液平衡數(shù)據(jù)的測定一、原理液液平衡準則實驗三

三元液液平衡數(shù)據(jù)的測定一、原理24二實驗目的1．測定醋酸—水—醋酸乙烯在25℃下的液液平衡數(shù)據(jù)2．用醋酸—水、醋酸—醋酸乙烯兩對二元系的汽液平衡數(shù)據(jù)以及醋酸乙烯—水二元系的液液平衡數(shù)據(jù)，求得的活度系數(shù)關聯(lián)式常數(shù)，以計算三元液液平衡結線的推算值，與實驗數(shù)據(jù)比較；3．通過實驗了解測定方法，掌握實驗技能，學會三角形相圖的繪制。二實驗目的1．測定醋酸—水—醋酸乙烯在25℃下的液液平衡數(shù)25實驗數(shù)據(jù)理論數(shù)值醋酸-水-醋酸乙烯溶解度曲線實驗數(shù)據(jù)理論數(shù)值醋酸-水-醋酸乙烯溶解度曲線26化工熱力學實驗課件27三實驗裝置三實驗裝置28

四實驗步驟1．測定溶解度曲線將恒溫水浴的溫度調至25℃，根據(jù)相圖，配制30%醋酸—醋酸乙烯二元溶液約20g，恒溫15min，然后用已稱重的針筒緩慢滴入水不斷搖動，仔細觀察濁點出現(xiàn)，達濁點后將針筒拔出稱重，減量法求出加樣量，計算各組分的組成。滴加醋酸使溶液澄清，恒溫15min，再加水至第二濁點，同上計算組成。

四實驗步驟1．測定溶解度曲線292．測定平衡結線根據(jù)相圖，配制在部分互溶區(qū)的三元溶液HAc30%,VAc40%,H2O30%約60g，預先計算好各組分的重量，用分析天平減量法稱取醋酸、水、醋酸乙烯重量，分別加入平衡釜中，計算出三元溶液的濃度。將此盛有部分互溶液體的裝置調節(jié)至25℃恒溫，用電磁攪拌20min，靜止恒溫10—15min，使其溶液分層達到平衡。2．測定平衡結線根據(jù)相圖，配制在部分互溶區(qū)的三元溶液H30將已靜止分層的液體用針筒分別取油層及水層，利用酸堿中和法分析其中的醋酸含量．由溶解度曲線查出另一組成，于是就可算出第三組分的組成。