1、中國(guó)石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期 末 考 核 化工熱力學(xué) 少選擇 2 100 分）1. 在眾多的狀態(tài)方程中,寫出三個(gè)常用的狀態(tài)方程。根據(jù)本人的工作或者生活選擇一個(gè)體系、選擇其中一個(gè)狀態(tài)方程、對(duì)其PVT關(guān)系的計(jì)算準(zhǔn)確度進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)的方向和意見。丙烯的PVT 狀態(tài)分析本人工作的單位是神華新疆公司，通過對(duì)于單位甲醇中心工段的壓縮工段的同時(shí)對(duì)丙烯的物化性質(zhì)也有了深入了解。CHCH=CH， 分子量為23度為空氣的1.46 倍，臨界溫度為91.8，臨界壓力為4.6Mpa,爆炸極限為選擇用R-K狀態(tài)方程計(jì)算對(duì)液態(tài)丙烯的PVT Tc=364.9K;Pc=46.0*MPa,下面 是廠里給定的丙烯性質(zhì)數(shù)

2、據(jù)。101?為了計(jì)算方便，用excel換算和簡(jiǎn)單計(jì)算得到新的數(shù)據(jù)如下：-40）K溫度 233（-30243-20253-1026305283 293 303 313 31.419 2.124 3.063 4.313 5.848 7.78 10.1 13.0 16.5 268 791 821 231 65MPa摩爾體積 54560 26948 19520 14403 10810 8235 6354 6354 4952 3.928 .032 .912 .984 .352 .056 .080 .080 .816 .（1*10m）/molaRT- R-K方程：p=16.3409(mPaKmol) 25

3、?0.6?T0.42748Rv?bTv(v?)9.3146.?364.042748?85.02.5222.5=b=5.714510(m mol)p 0.08664RT4.6?100.08664 8.3146 364.9?5C?6C由上表又知道摩爾體積4.6?10p6CR-Kexcel可分別計(jì)算得到各溫度下的壓力值1（）壓力P1.41 2.12 3.06 4.31 5.84 7.78 10.1 13.08 16.52 20.5648 31 34 85 68 791 21 31 80MP(1*10 96-1計(jì)算壓力 1.02 2.17 3.11 4.39 6.06 8.25 11.4 11.44

4、15.14 19.92M(1*10P 8806 82 03 79 05412 126788Pa)狀態(tài)方程計(jì)算得數(shù)據(jù)與給定值比較可得如下數(shù)據(jù)圖：R-K用25給定值計(jì)算值20151050323313273253263283293303233243通過計(jì)算和上圖的數(shù)據(jù)對(duì)比，可得結(jié)論：利用神華新疆公司給定丙烯性質(zhì)數(shù)值，代入V值，用R-K方程計(jì)算所得的壓力值P與給定的P從Recfisol1為0.13Mpa,溫度為-40，進(jìn)入壓縮機(jī)入口分離器飽和并計(jì)量后，氣體壓力為0.12Mpa,溫度為-40進(jìn)入，丙烯壓縮機(jī)一段，由閃蒸罐出來的丙烯閃蒸汽壓力為0.525Mpa,溫度為-5.5，進(jìn)入丙烯壓縮機(jī)的中段，兩股氣

5、體均被壓縮到0.9Mpa, 烯冷凝，液體丙烯進(jìn)入丙烯貯槽，壓力為1.85Mpa,溫度為45，為 一路進(jìn)入壓縮機(jī)入口分離器，通過液位調(diào)節(jié)以補(bǔ)充進(jìn)口丙烯氣流量，Recfisol來的會(huì)和,從管程中來的液體通過旁路進(jìn)一步調(diào)節(jié)溫度至-20、壓力為0.485MPa，離開系統(tǒng)進(jìn)Recfisol，以提供低溫甲醇洗的液體丙烯大小，調(diào)節(jié)噴淋混合來完成的。N置換丙烯，然后用空氣置換 N開車時(shí)先用N 置換空氣，再用丙烯置換N 。22222. 根據(jù)功熱轉(zhuǎn)換的原理，選擇一個(gè)體系或者工況進(jìn)行節(jié)能過程分析。要求給出詳細(xì)的計(jì)算步驟和過程分析。知識(shí)點(diǎn)提示：選擇一個(gè)熱工轉(zhuǎn)換或者制冷、熱泵系統(tǒng)，運(yùn)用熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律進(jìn)行

6、過程計(jì)算。常見冷庫(kù)的制冷原理卡諾循環(huán)，以下是用理論制冷循環(huán)的分析和計(jì)算。、制冷循環(huán)系統(tǒng)的基本組成循環(huán)回路中能夠不停的循環(huán)流動(dòng)，即稱為制冷循環(huán)系統(tǒng)。制冷劑在流經(jīng)制冷循環(huán)系統(tǒng)的各相關(guān)部位，將發(fā)生由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，依照上述要求，蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)如圖1所示。蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)主要有四大部件組成，即壓縮機(jī)、冷凝器、個(gè)能使制冷劑循環(huán)流動(dòng)的封閉系統(tǒng)。圖1 單級(jí)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)1制冷壓縮機(jī) 2冷凝器 3節(jié)流元件 4蒸發(fā)器、制冷循環(huán)過程境介質(zhì)水或空氣，從而使制冷劑蒸汽冷凝成液體。節(jié)流元件中，從入口端的高壓pk降低至低壓p0，從高溫降低到t0，并出現(xiàn)少量液體汽化為蒸汽。介質(zhì)溫度降低，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。

7、、逆卡諾循環(huán)理想制冷循環(huán)的過程計(jì)算根據(jù)理論制冷循環(huán)的假設(shè)條件，單級(jí)蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)工作過程，在壓焓圖上的表示如圖2所示。圖2 單級(jí)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)理論在lgp-h圖上的表示p0點(diǎn) 2 2）狀態(tài)點(diǎn)2 的高溫高壓制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器，經(jīng)冷凝器與環(huán)境介 qk 后沿等壓線pk冷卻至飽和蒸汽狀態(tài)點(diǎn)2然后冷凝至飽和狀態(tài)點(diǎn)質(zhì)無溫差。3）狀態(tài)點(diǎn)3 的飽和制冷劑液體經(jīng)節(jié)流元件節(jié)流降壓，沿等焓線（節(jié)流過程中焓值保持不變）由冷凝壓力pk 降至蒸發(fā)壓力p0，到達(dá)濕蒸氣狀態(tài)點(diǎn)4，膨脹過程完成。4）狀態(tài)點(diǎn)4 的制冷劑濕蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻介質(zhì)的熱量沿，蒸發(fā)過程完成。制冷劑的蒸發(fā)溫度與被冷1 汽化，

8、到達(dá)飽和蒸汽狀態(tài)點(diǎn)p0等壓線卻介質(zhì)間無溫差。單級(jí)蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)的性能指標(biāo)有單位質(zhì)量制冷量、單位容積制冷量、理論比功、單位冷凝熱負(fù)荷及制冷系數(shù)等。1、單位質(zhì)量制冷量 制冷壓縮機(jī)每輸送1kg制冷劑經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中吸取的冷涼稱為單位質(zhì)量制冷量，用q0表示。其表達(dá)式為：q0=h1-h4=r0（1-x4）式中 X4節(jié)流后氣液兩相制冷劑的干度。單位質(zhì)量制冷量q0在壓焓圖上相當(dāng)于過程線1-4在h軸上的投影(見圖2)。2、單位容積制冷量 制冷壓縮機(jī)每吸入1m3制冷劑蒸氣（吸氣狀態(tài)計(jì)）循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量，稱為單位容積制冷量，用qv表示。其表達(dá)式為：qhh= qv=式中qv單位容vv0411

9、1積制冷量（k 制冷劑在吸氣狀態(tài)時(shí)的比體積（m3/kg）; 制冷壓縮機(jī)按等熵壓縮時(shí)每壓縮輸送1kg制冷劑蒸氣所消耗的功，稱為理論比功，用w0表示。其表達(dá)式為：w0=h2-h1式中 w0理論比功（kJ/kg）;h2壓縮機(jī)排氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）;）kJ/kg壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（h1機(jī)每輸送qk制冷壓縮+(h02-h3)= h2- h3 h2-h2qk= qk單位冷凝熱負(fù)荷（）式中 h2與冷凝壓力對(duì)應(yīng)的干飽和蒸氣狀態(tài)所具有的比焓值（kJ/kg）;h3與冷凝壓力對(duì)應(yīng)的飽和液狀態(tài)所具有的比焓值（kJ/kg）;在壓焓圖中，qk相當(dāng)于等壓冷卻、冷凝過程線2-2-3在h軸上的投影（見圖h4=h3可以看出，對(duì)于單級(jí)蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)，存在著下列關(guān)系qk=q0+w0 的代價(jià)之比，稱為理論循環(huán)制冷系數(shù)，用0表示，即qh?h=0=根據(jù)以上幾個(gè)性wh2?h04110能指標(biāo)，可進(jìn)一步求得制冷劑循環(huán)量、冷凝器中放出的熱量、壓縮機(jī)所需的理論功率等數(shù)據(jù)。3. 在眾多的活度系數(shù)模型，請(qǐng)寫出三個(gè)常用的活度系數(shù)模型摩爾過量Gibbs自由能 表達(dá)式以及對(duì)應(yīng)的二元組分活度系數(shù)的表達(dá)式。g4.E為石油化工過程中的含有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烷、丁烯-1程和步驟，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析和討論。相平衡的計(jì)算，一定