2015年秋化工热力学-在线考试
- 格式:docx
- 大小:52.30 KB
- 文档页数:7
考试中心填写:湖南大学课程考试试卷5、下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中,正确的是n mol 溶液性质,nM= 。
A. i i M nB.∑iiMx C.∑iiMn D. i i M x6、 二元互溶的溶液在恒温下的ii x f ~ˆ图如下所示,可知x 2在a 点的活度系数γ1=( )。
(以A .2aeac γ=B .2aead γ=C .2acab γ=D .2adacγ=7、关于逸度和逸度系数的下列说法中不正确的是( ) A. 逸度可称为“校正压力”和“有效压力”B. 理想气体混合物中组元的逸度等于其分压C. 纯物质的逸度系数等于1D. 逸度系数表达了真实气体对理想气体的偏差8、关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是( )AB CDx iy if 1x 11 aA 、活度是相对逸度、校正浓度和有效浓度B 、理想溶液活度等于其浓度C 、活度系数i γ是RT G E /的偏摩尔量D 、任何纯物质的活度均为1E 、活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差9、要加热50℃的水,从热力学角度,用以下哪一种热源,损失功最小( )A. 60℃的热水B. 80℃的热水C. 100℃的饱和蒸汽D. 120℃的过热蒸汽10、关于做功和加热本领的描述,不正确的是( )A .压力相同,过热蒸汽的做功本领比饱和蒸汽大。
B .温度相同,高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强。
C .温度相同,高压蒸汽的加热能力比低压蒸汽强。
D .放出的热相同,高温高压蒸汽的作功本领比低温低压蒸汽的大。
二、填空题(共 20 分,每题 2分)1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均等于__ ___,数学上可以表示为________________________和________________________。
2. 根据Pitzer 提出的三参数对应态原理,计算给定T, P 下纯流体的压缩因子Z 时,可查表得到_______、_______,并根据公式____________,计算出Z 。
2015年下半年湖南省化工工程师《基础知识》:热力学第二定律考试试卷本卷共分为2大题50小题,作答时间为180分钟,总分100分,60分及格。
一、单项选择题(共25题,每题2分,每题的备选项中,只有 1 个事最符合题意)1、水平管内气流输送能正常操作的最低气速是__。
A.(噎塞速度B.(沉积气速C.(临界流化速度D.(沉降速度2、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸气,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时空气出口温度____A:增大;B:减小;C:基本不变;D:无法判断3、过滤式防毒面具的适用环境为____A:氧气浓度≥18%、有毒气体浓度≥1%;B:氧气浓度≥18%、有毒气体浓度≤1%;C:氧气浓度≤18%、有毒气体浓度≥1% ;D:氧气浓度≤18%、有毒气体浓度≤1%4、可确定湿空气状态的两个参数是__。
A.(A) H、pB.(B) H、tdC.(C) I、twD.(D) tw、td5、以湿空气作为干燥介质,在一定温度、总压101.33kPa下干燥某湿物料,若所用空气的相对湿度增大,则湿物料的平衡含水量__。
A.(A) 不变B.(B) 增加C.(C) 减小D.(D) 不确定6、在填料塔中,低浓度难溶气体逆流吸收时,若其它条件不变,但入口气量增加,则出口气体组成将____A:增加;B:减少;C:不变;D:不定7、以下有关管道及仪表流程图的叙述正确的是__。
A.(管道及仪表流程图PID的设计依据是:设计基础以及各专业为实施工艺设计所提交的资料B.(在进行PID设计过程中安全性必须考虑,经济性可不作考虑C.(在提供PID设计的基础资料中不包括三废指标及公用工程规格及用量D.(有关工艺装置工艺管道的初步设计结果也应作为提供PID设计的基础资料之一8、使用过滤式防毒面具要求作业现场空气中的氧含量不低于____A:16%;B:17 %;C:18%;D:19%9、用△S作为判据的条件是__;用△A作为判据的条件是__;用△G作为判据的条件是__。
模拟题一1. T 温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时,则气体的状态为( )A. 饱和蒸汽B. 超临界流体C. 过热蒸汽2. T 温度下的过冷纯液体的压力P ( )A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P ( )A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 纯物质的第二virial 系数B ( )A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程,必须至少用到( )A. 第三virial 系数B. 第二virial 系数C. 无穷项D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是( )A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷B. 甲烷、乙烷C. 正己烷7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根,则最大的根表示( )A. 饱和液摩尔体积B. 饱和汽摩尔体积C. 无物理意义8. 偏心因子的定义式( )A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==-9. 设Z 为x ,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( )A. 1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ B. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ D. 1y Z x Z y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 10. 关于偏离函数M R ,理想性质M *,下列公式正确的是( )A. *R M M M =+B. *2R M M M =-C. *R M M M =-D. *R M M M =+11. 下面的说法中不正确的是 ( )(A )纯物质无偏摩尔量 。
中国石油大学(北京)远程教育学院2015 年秋季期末考试《化工热力学》学习中心:__奥鹏教育_ ____姓名:___郭兰兰_____学号:___201308665263____一、请学生运用所学的化工热力学知识,从以下给定的题目中选择至少选择2个题目进行论述:(总分100分)1.在众多的状态方程中,写出三个常用的状态方程。
根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择其中一个状态方程、对其PVT关系的计算准确度进行分析,并提出改进的方向和意见。
2.根据功热转换的原理,选择一个体系或者工况进行节能过程分析。
要求给出详细的计算步骤和过程分析。
知识点提示:选择一个热工转换或者制冷、热泵系统,运用热力学第一定律、热力学第二定律进行过程计算。
3在众多的活度系数模型,请写出三个常用的活度系数模型摩尔过量Gibbs自由能gE表达式以及对应的二元组分活度系数的表达式。
4.为石油化工过程中的含有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烷、丁烯-1的混合物的分离过程选择合适的相平衡计算方法,给出详细的计算过程和步骤,并对其结果进行分析和讨论。
知识点提示:根据本体系的性质选择逸度系数法或者活度系数法进行相平衡的计算,一定要对方法的选择给出依据,并进行准确的计算。
5.通过实验测定了一系列的相平衡数据,请给出判定该数据有无大的错误的方法,要求有详细的方法、步骤、结论。
知识点提示:利用吉布斯-杜亥姆方程进行讨论。
二、要求:1、首先给出分析这一问题的化工热力学基础知识2、给出详细的计算步骤3、对问题进行详细的分析4、字数不少于2000字或者篇幅不少于2页。
5、写出你所应用的文献的出处。
1.在众多的状态方程中,写出三个常用的状态方程。
根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择其中一个状态方程、对其PVT关系的计算准确度进行分析,并提出改进的方向和意见。
丙烯的PVT状态分析近期,我在某炼化公司甲醇车间进行培训,在甲醇净化工段丙烯为利用最多的制冷剂,在学习丙烯压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。
模拟题一一.单项选择题(每题1分,共20分)本大题解答(用A 或B 或C 或D )请填入下表:1. T 温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时,则气体的状态为( C )A. 饱和蒸汽B. 超临界流体C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P (A )A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P ( B )A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 纯物质的第二virial 系数B (A )A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程,必须至少用到( A )A. 第三virial 系数B. 第二virial 系数C. 无穷项D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是(A )A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷B. 甲烷、乙烷C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根,则最大的根表示( B )A. 饱和液摩尔体积B. 饱和汽摩尔体积C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式( A )A.0.7lg()1s r Tr P ω==--B.0.8lg()1s r Tr P ω==--C.1.0lg()s r Tr P ω==-9. 设Z 为x ,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( B )A. 1x y zZ Z x x y y ⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=-⎪ ⎪⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ C. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z xZ y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 10. 关于偏离函数M R ,理想性质M *,下列公式正确的是(C )A. *R M M M =+B. *2R M M M =-C. *R M M M =-D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( B )(A )纯物质无偏摩尔量 。
化工热力学考试试卷(附答案)一、填空题(每题2分)1.正丁烷的偏心因子ω=0.193,临界压力p c=3.797MPa,在T r=0.7时的蒸汽压为_______ MPa2.混合物的逸度与纯组分逸度之间的关系是_______3.剩余性质实质相同的温度和压力下____________热力学性质之差;超额性质是指_____________热力学性质之差4.气体从高压到低压作绝热可逆膨胀时△T_______,△S_______,理想气体流过节流阀时,△T_______,△S_______5.由热力学第二定律可知,过程的不可逆性越大,过程的熵产△S_____,损耗功W L____二、选择题(每题2分)1.在90℃,1atm下,苯(1)—甲苯(2)汽液平衡系统可以视为完全理想体系,此条件下蒸汽压p s1=1.343atm,p s2=0.535atm,则汽液平衡组成x1,y1分别是()A.0.576;0.773 B.0.773;0.576 C.0.424;0.227 D.0.227;0.4242.熵产△S是由_____而引起的A.体系与环境间热量交换B.体系与外界功的交换C.体系内部的不可逆性D.体系与外界的物质交换3.冬天要给寝室供热取暖,消耗500W·h的电量,采用可逆热泵循环(空调),电热器两种供热方式,哪种供热量多?()A.热泵B.两者相等C.电热器D.有争议,无法比较4.下面哪种做法不利于提高朗肯循环热效率?()A.提高汽轮机进汽温度B.提高汽轮机进汽压力C.提高汽轮机出汽压力D.抽出汽轮机部分蒸汽用于加热锅炉供水5.对于无热溶液,下列各式成立的是_____A.S E=0,V E=0B.S E=0,A E=0C.G E=0,A E=0D.H E=0,G E=-TS E6.苯(1)—环己烷(2)在303K,0.1013MPa下形成x1=0.3的溶液,此条件下V1=89.96cm3/mol, V2=109.4cm3/mol,V___1=91.25cm3/mol,V___2=109.64cm3/mol,溶液的超额体积为_____cm3/mol.A.0.55B.-0.24C.-0.55D.0.247.化工热力学中有各种状态方程,如RK方程,理想气体状态方程,vdW方程,SRK方程,PR方程,请为它们的计算准确性排序()A.RK>PR>SRK>vdW>理想气体状态方程B.PR≈SRK>RK>vdW>理想气体状态方程C.PR>vdW>SRK>RK>理想气体状态方程D.SRK>PK>PR>vdW>理想气体状态方程8.下列关于逸度的说法不正确的是()A.逸度可称为校正压力B.逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度C.逸度表达了真实气体对理想气体的偏差D.逸度课代替压力,使真实气体的状态方程变为f v=nRT9.立方型状态方程有多种形式,其中对摩尔体积V的三次展开式中,若解得V有三个实根,则最大的根表示()A.气相摩尔体积V VB.液相摩尔体积V LC.无实际物理意义D.气相摩尔体积与液相摩尔体积之和10.下列化工热力学研究特点的说法不正确的是()A.研究体系为实际状态B.处理方法以理想状态为标准态加以校正C.解释微观本质及其产生某种现象的内部原因D.应用领域是解决工程中的能量利用及平衡问题三、计算题(每题15分)1.某二组元液体混合物在298K 和1.0133×105Pa 下的焓可用下式表示:式中H 单位为J ∕mol 。
化工热力学试卷题库与答案-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1一. 选择题(每题2分,共10分) 1.纯物质的第二virial 系数B ( A ) A 仅是温度的函数 B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数2.T 温度下的过冷纯液体的压力P (A 。
参考P -V 图上的亚临界等温线。
)A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s 3. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=0.3,在一定的T ,P 下,8812.0ˆ,9381.0ˆ21==ϕϕ,则此时混合物的逸度系数为 。
(C ) A 0.9097 B 0.89827 C 0.8979 D 0.90924. 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程,装置所产生的功为24kJ ,则流体的熵变( A )A.大于零B.小于零C.等于零D.可正可负 5. Henry 规则( C )A 仅适用于溶剂组分B 仅适用于溶质组分C 适用于稀溶液的溶质组分D 阶段适用于稀溶液的溶剂二、 填空题(每题2分,共10分)1. 液态水常压下从25℃加热至50℃,其等压平均热容为75.31J/mol,则此过程的焓变为(1882.75)J/mol 。
2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知igP C ),按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2,则,等温过程的 W =21lnP P RT -,Q =21ln P P RT ,U = 0 ,H =0 。
3. 正丁烷的偏心因子ω=0.193,临界压力为p c =3.797MPa ,则在Tr =0.7时的蒸汽压为( 0.2435 )MPa 。
4. 温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递,其等于热容为Cp ,则ExQ 的计算式为(00(1)TxQ p T TE C dT T =-⎰ )。
5. 指出下列物系的自由度数目,(1)水的三相点 0 ,(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡状态 1 三、 简答题:(共30分) 1. 填表(6分)lnlni2. )1(),1(122211bx V V ax V V +=+=,其中V 1,V 2为纯组分的摩尔体积,a ,b 为常数,问所提出的模型是否有问题?(8分) 解:由Gibbs-Duhem 方程得, b V x V x a 1122=, a,b 不可能是常数,故提出的模型有问题。
一、填空题(1′×10=10分)二、选择题(2’×10=20分)三、图示题(5′×1=5分)1. 请在纯物质的p-T图上分别标出物质的三相点、气相区、液相区、固相区和临界点。
四、判断题。
正确的在题后括号内打“√”,错误的打“×”(1′×10=10分)五、证明题(5’×3=15分)1. 证明RTV p f T =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ln 证明: d d ln G RT f =方程的两边求等温偏导数,得ln T TG f RT p p ⎛⎫⎛⎫∂∂= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 又因为TG V p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 即 ln Tf RT V p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 所以 ln Tf V p RT ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 证毕2. 试证明:2T H T T G p∆-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∂222T T G 1323 T S -H G 2T G dG p)G(T ,G 1 1112T H T TS H TS T TS H T S S T G VdP SdT dG dp p G dT T G T G T T T G T G T T T G p pTp p pp p -=+--=---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⇒=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂)得)代入()(将()(同时)(又)(3. 证明T T S p pC =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T C T H T T S T S T T H VdpTdS dH p p p pp =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒+=1六、计算题(10′×4=40分)1. 某一服从RT b V p =-)(状态方程(b 是正常数)的气体,在从b 1000等温可逆膨胀至b 2000,所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍?2. 希望将mol 5、K 285的2CO 气体通过压缩机压缩成中压气体,然后灌装到体积为3005.53cm 的钢瓶中,以便食用行业使用,请问压缩机需要加多大的压力才能达到这样的目的。
化⼯热⼒学考试题⽬三电⼦版本化⼯热⼒学考试题⽬化⼯热⼒学考试题⽬3⼀、选择题1、关于化⼯热⼒学⽤途的下列说法中不正确的是()A可以判断新⼯艺、新⽅法的可⾏性; B.优化⼯艺过程; C.预测反应的速率;D. 通过热⼒学模型,⽤易测得数据推算难测数据,⽤少量实验数据推算⼤量有⽤数据;E. 相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。
2、纯流体在⼀定温度下,如压⼒低于该温度下的饱和蒸汽压,则此物质的状态为()。
A ?饱和蒸汽B.饱和液体C?过冷液体D.过热蒸汽3、超临界流体是下列()条件下存在的物质。
A. ⾼于T c和⾼于P cB.临界温度和临界压⼒下C.低于T c和⾼于P cD.⾼于T c和低于P c4、对单原⼦⽓体和甲烷,其偏⼼因⼦3,近似等于()。
A. 0B. 1C. 2D. 35、关于化⼯热⼒学研究特点的下列说法中不正确的是()A、研究体系为实际状态。
B、解释微观本质及其产⽣某种现象的内部原因。
C、处理⽅法为以理想态为标准态加上校正。
D获取数据的⽅法为少量实验数据加半经验模型。
E、应⽤领域是解决⼯⼚中的能量利⽤和平衡问题。
6关于化⼯热⼒学研究内容,下列说法中不正确的是()A. 判断新⼯艺的可⾏性。
B.化⼯过程能量分析。
C.反应速率预测。
衡研究7、 (1.5 分)0.1Mpa ,400K 的 N 2lkmol 体积约为( )3A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.26m8、下列⽓体通⽤常数R 的数值和单位,正确的是( )33A 8?314 10 Pa m/kmol K B i.987cal/kmol KC 82.05cmatm/KD 8.314」/kmol K9、纯物质PV 图临界等温线在临界点处的斜率和曲率都等于()A.- 1B. 0C.1D.不能确定10、对理想⽓体有()。
A.( H / P )T0 B.( H/ P)T 0 C .( H / P)T 0D.( H/ T)P 011、对单位质量,定组成的均相流体体系,在⾮流动条件下有()A 、R/V ; B.R ; C. -R/P ; D.R/T 。
化工热力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工热力学中,下列哪种物质的焓变是正值?A. 冰融化成水B. 氢气燃烧C. 铁的氧化D. 水蒸发答案:B2. 绝对零度是:A. -273.15℃B. 0℃C. 273.15℃D. 100℃答案:A3. 根据热力学第一定律,下列哪种情况下系统内能不变?A. 系统对外做功B. 系统吸收热量C. 系统与外界无能量交换D. 系统对外做功且吸收热量答案:C4. 热力学第二定律表述的是:A. 能量守恒B. 热能自发地从高温物体传递到低温物体C. 热能自发地从低温物体传递到高温物体D. 系统熵总是增加的答案:D5. 熵是热力学中用来描述的物理量:A. 能量B. 温度C. 混乱度D. 压力答案:C6. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关?A. 工作介质B. 工作温度C. 环境温度D. 所有选项答案:D7. 理想气体的内能仅与温度有关,这是因为:A. 理想气体分子间没有相互作用力B. 理想气体分子间有相互作用力C. 理想气体分子间有相互作用力,但可以忽略D. 理想气体分子间没有相互作用力,但可以忽略答案:A8. 根据理想气体状态方程,下列哪种情况下气体体积不变?A. 温度增加,压力增加B. 温度不变,压力增加C. 温度增加,压力不变D. 温度增加,压力减少答案:B9. 范德华方程修正了理想气体方程的哪一点?A. 分子间无相互作用力B. 分子间有相互作用力C. 分子间有相互作用力,但可以忽略D. 分子体积可以忽略答案:B10. 热力学第三定律表述的是:A. 绝对零度不可达到B. 绝对零度可以轻易达到C. 熵在绝对零度时为零D. 熵在绝对零度时为常数答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律可以表示为:能量守恒定律,即 _______。
答案:ΔU = Q - W2. 绝对零度是温度的下限,其值为 _______。
答案:-273.15℃3. 热力学第二定律的开尔文表述是:不可能从单一热源吸热使之完全转化为 _______ 而不产生其他效果。
1.教材中给出了众多的状态方程,请根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择一个状态方程、对其PVT关系的计算准确度进行分析,并提出改进的方向和意见。
丙烯的PVT状态分析近期我正在五家渠一家焦化厂甲醇车间进行培训,在甲醇净化工段丙烯为利用最多的制冷剂,在学习丙烯压缩工段的同时对丙烯的物化性质也有了深入了解。
丙烯的理化学性质:丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体,分子式为CH3CH=CH2,分子量为42.08,沸点-47.7℃,熔点为-185.25℃,其密度为空气的1.46倍,临界温度为91.8℃,临界压力为4.6Mpa,爆炸极限为2.0~11%(vol),闪点为-108℃。
(因此,丙烯在贮藏时要特别小心,如果发生泄漏,因为它比空气重,积聚在低洼处及地沟中,如在流动过程中遇到火星,则极易引起爆炸,酿成严重后果。
)选择用R-K状态方程计算对液态丙烯的PVT关系计算准确度进行分析,从《化工热力学、光进等编著》中查得丙烯的临界数据为Tc=364.9K;pc=46.0*10-1MPa,下面是焦化厂给定的丙烯性质数据。
为了计算方便,用excel换算和简单计算得到新的数据如下:温度-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 压力atm) 1.401 2.097 3.023 4.257 5.772 7.685 10.046 12.911 16.307 体积mL/g) 12966 6404 4639 3423 2569 1957 1510 1510 1177 50 20.299 922 (℃)((温度-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40(℃)温度(K) 233 243 253 263 273 283 293 303 313 压力P1.41962.12483.06314.31345.8485 7.7868 10.1791 13.0821 16.5231(1*10-1MPa)54560.928 26948.032 19520.912 14403.984 10810.352 8235.056 6354.080 6354.080 4952.816(1*10-5m3/mol)R-K方程:p=RTv-b-aT0.5vv+b0.42748R2T2.52.5a=c=0.42748⨯8.3146⨯364.9=16.3409(m6•Pa•K0.5p.6⨯106•mol-2)c4b=0.08664RTc=0.08664⨯8.3146⨯364.9=5.7145⨯10-5p.6⨯106(m3•mol-1)c4由上表又知道摩尔体积v,故根据R-K方程,用excel可分别计算得到各温度下的压力值P1:温度(℃) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 压力P1*10-1MPa) 1.4196 2.1248 3.0631 4.3134 5.8485 7.7868 10.1791 13.0821 16.5231 20.5680 计算压力P-11.0288 2.1706 3.1182 4.3903 6.0679 8.2505 11.0602 11.4412 15.1467 19.9288用R-K状态方程计算得数据与给定值比较可得如下数据图: 50 323 20.5680 3879.776 50 (通过计算和上图的数据对比,可得结论:利用《焦化厂给定丙烯性质数值》,代入v值,用R-K方程计算所得的压力值P1与给定的P值偏差很小。
即对于气态丙烯,利用R-K状态方程计算其PVT关系式很可靠的。
制冷流程简述:从Recfisol来的丙烯气体与丙烯过冷器壳侧排出的气体混合,压力为0.13Mpa,温度为-40℃,进入压缩机入口分离器饱和并计量后,气体压力为0.12Mpa温度为-40℃进入,丙烯压缩机一段,由闪蒸罐出来的丙烯闪蒸汽压力为0.525Mpa温度为-5.5℃,进入丙烯压缩机的中段,两股气体均被压缩到 1.9Mpa,102℃排出,压缩后的气体被丙烯冷凝器冷凝,液体丙烯进入丙烯贮槽,压力为1.85Mpa温度为45℃,为防丙烯压缩机喘振,在丙烯机气体排出口有一回到入口分离器回路管线补充气量之不足。
从丙烯贮槽出来的液体丙烯进入闪蒸槽,闪蒸气进入丙烯机中段,从丙烯压缩机出口处℃引一管线为防喘振二段回路。
液体丙烯压力0.525Mpa温度为-5.5,从闪蒸槽底部引出来,一路进入压缩机入口分离器,通过液位调节以补充进口丙烯气流量,另一路进丙烯深冷器,通过自身丙烯闪蒸以降低温度,壳侧丙烯气与Recfisol来的会合,从管程中来的液体通过旁路进一步调节温度至-20℃,压力为0.485Mpa,离开系统进Recfisol,以提供低温甲醇洗所需冷量。
为防止丙烯中微量水份在闪蒸过程中冻结,还需向系统注入少量甲醇,甲醇的喷淋是通过计量泵出口甲醇与丙烯贮槽到闪蒸槽的液体丙烯大小,调节喷淋混合来完成的。
由于丙烯易燃易爆,因此,在设备维修前后都必须用N2置换丙烯,然后用空气置换N2,开车时先用N2置换空气,再用丙烯置换N2。
2.根据功热转换的原理,选择一个体系或者工况进行节能过程分析。
要求给出详细的计算步骤和过程分析。
空调在日常生活中随处可见,下面分别用温熵关系和压焓关系分析其制冷过程和原理。
空调制冷原理涉及了了热力学第一定律和热力学第二定律,为逆卡诺循环,以下是用理论制冷循环的分析和计算。
一:逆卡诺循环—理想制冷循环的功能计算:图1 温熵图它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
假设低温热源(即被冷却介质)的温度为T0,高温热源(即环境)的温度为Tk, 则工质的温度在吸热过程中为T0,在放热过程中为Tk, 就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差,即传热是在等温下进行的,压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。
其循环过程为:首先工质在T0下从冷源(即被冷却介质)吸取热量q0,并进行等温膨胀4-1,然后通过绝热压缩1-2,使其温度由T0升高至环境介质的温度Tk, 再在Tk下进行等温压缩2-3,并向环境介质放出热量qk, 最后再进行绝热膨胀3-4,使其温度由Tk 降至T0即使工质回到初始状态4,从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说,由图可知:q0=T0(S1-S4)qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4)w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4)则逆卡诺循环制冷系数εk 为:εk = w0/ qk=(Tk-T0) / Tk由上式可见,逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关,只取决于冷源(即被冷却物体)的温度 T0 和热源(即环境介质)的温度 Tk;降低 Tk,提高 T0 ,均可提高制冷系数。
此外,由热力学第二定律还可以证明:“在给定的冷源和热源温度围工作的逆循环,以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。
任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
制冷系统四大部件及制冷剂的变化过程:蒸气压缩制冷循环系统主要由四大部件组成,即压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器,用不同直径的管道把它们串接起来,就形成了一个能使制冷剂循环流动的封闭系统。
制冷压缩机由原动机如电机拖动而工作,不断地抽吸蒸发器中的制冷剂蒸气,压缩成高压(pk)、过热蒸气而排出并送入冷凝器,正是由于这一高压存在,使制冷剂蒸气在冷凝器中放出热量,把热量传递给周围的环境介质,从而使制冷剂蒸气冷凝成液体,当然,制冷剂蒸气冷凝时的温度一定要高于周围介质的温度。
冷凝后的液体仍处于高压状态,流经节流元件进入蒸发器。
制冷剂在节流元件中,从入口端的高压pk降低到低压p0,从高温tk降低到t0,并出现少量液体汽化变为蒸气。
二:逆卡诺循环—理想制冷循环的过程计算根据理论循环的假设条件,单级蒸气压缩式制冷理论循环工作过程,在压焓图上的表示如图2所示。
图2 理论制冷循环压焓图1)制冷压缩机从蒸发器吸取蒸发压力为p0的饱和制冷剂蒸气(状态点1),沿等熵线压缩至冷凝压力pk(状态点2),压缩过程完成。
2)状态点2的高温高压制冷剂蒸气进入冷凝器,经冷凝器与环境介质空气或水进行热交换,放出热量qk后,沿等压线pk冷却至饱和蒸气状态点2',然后冷凝至饱和液状态点3,冷凝过程完成。
在冷却过程(2-2')中制冷剂与环境介质有温差,在冷凝过程(2'-3)中制冷剂与环境介质无温差。
3)状态点3的饱和制冷剂液体经节流元件节流降压,沿等焓线(节流过程中焓值保持不变)由冷凝压力pk降至蒸发压力p0,到达湿蒸气状态点4,膨胀过程完成。
4)状态点4的制冷剂湿蒸气进入蒸发器,在蒸发器吸收被冷却介质的热量沿等压线p0汽化,到达饱和蒸气状态点1,蒸发过程完成。
制冷剂的蒸发温度与被冷却介质间无温差。
理论循环的计算方法:1、单位质量制冷量制冷压缩机每输送1kg制冷剂经循环从被冷却介质中制取的冷量称为单位质量制冷量,用q0表示。
q0=h1-h4=r0(1-x4)(1-1)式中 q0−−单位质量制冷量(kJ/kg);h1−−与吸气状态对应的比焓值(kJ/kg);h4−−节流后湿蒸气的比焓值(kJ/kg);r0−−蒸发温度下制冷剂的汽化潜热(kJ/kg);x4−−节流后气液两相制冷剂的干度。
单位质量制冷量q0在压焓图上相当于过程线1-4在h轴上的投影(见图1-2)。
2、单位容积制冷量制冷压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气(按吸气状态计)经循环从被冷却介质中制取的冷量,称为单位容积制冷量,用qv表示。
qv=q0h1-h4=v1v1 (1-2)式中 qv−−单位容积制冷量(kJ/m3);v1−−制冷剂在吸气状态时的比体积(m3/kg)。
3、理论比功制冷压缩机按等熵压缩时每压缩输送1kg制冷剂蒸气所消耗的功,称为理论比功,用w0表示。
w0=h2-h1 (1-3)式中 w0−−理论比功(kJ/kg);h2−−压缩机排气状态制冷剂的比焓值(kJ/kg);h1−−压缩机吸气状态制冷剂的比焓值(kJ/kg)。
4、单位冷凝热负荷制冷压缩机每输送1kg制冷剂在冷凝器中放出的热量,称为单位冷凝热负荷,用qk表示。
qk=(h2-h2')+(h2'-h3)=h2-h3 (1-4)式中 qk−−单位冷凝热负荷(kJ/kg);h2'−−与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所具有的比焓值(kJ/kg); h3−−与冷凝压力对应的饱和液状态所具有的比焓值(kJ/kg);第6/7页在压焓图中,qk相当于等压冷却、冷凝过程线 2-2'-3 在h轴上的投影(见图2)。
比较式(1-1)、式(1-3)、式(1-4)和h4=h3可以看出,对于单级蒸气压缩式制冷理论循环,存在着下列关系qk = q0 +w0 (1-5)5、制冷系数单位质量制冷量与理论比功之比,即理论循环的收益和代价之比,称为理论循环制冷系数,用ε0表示,即q0h1-h4=w0h2-h1 (1-6)ε0=根据以上几个性能指标,可进一步求得制冷剂循环量、冷凝器中放出的热量、压缩机所需的理论功率等数据。