Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Кафедра: «Технология органического и нефтехимического синтеза»

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО КУРСУ:

«Физико-химические свойства растворов»

Cамара, 2005 г.

Исходные данные:

	Tb, К	Tc(эксп)К	Pc(эксп),bar	Vc(эксп), см3/моль	W(эксп)	Zc	yi
2.3-диметилбутан	331.13	499.98	31.27	358	0.247	0.270	0.37
цис-1,2-диметилциклогексан	402.90	606.00	29.3	461,73			0.22
метил-третбутиловый эфир	328.30	497.10	34.3	334			0.1
индан	451.10	684.90	39.5	389			0.31

Задание:

1. Для четырехкомпонентной смеси заданного состава рассчитать энтальпию, энтропию, теплоемкость в стандартном состоянии при заданной температуре.

2. Псевдокритические свойства: температуру, давление, объем, ацентрический фактор и коэффициент сжимаемости.

3. Плотность:

   1. Ненасыщенной газовой и жидкой смеси при температуре, соответствующей приведенной температуре 0,95 в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 1. Построить график зависимости.

   2. Плотность жидкой смеси на линии насыщения в диапазоне температур от 298К до критической с шагом 25К. Построить график зависимости.

4. Энтальпию, энтропию, теплоемкость смеси при заданной температуре в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 10. Построить график зависимости соответствующего свойства от давления.

5. Энтальпию испарения в стандартном состоянии при давлении отличном от 1 атм для диапазона температур для диапазона температур от 298К до критической с шагом 25К.

6. «Кажущуюся» стандартную энтальпию образования смеси в жидком состоянии .

7. Вязкость смеси при температуре 730 К и приведенном давлении 10.

8. Теплопроводность смеси при температуре 730К и приведенном давлении 10.

Решение:

1. Для расчета т/д характеристик смеси нужно знать параметры компонентов этой смеси.

Для 2,3-диметилбутана при вычислении используем следующую формулу:

где для диапазона температур :

и т.д.

Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона.

При расчете используем уже найденные значения для диапазонов температур:

При расчете получаем: .

Для цис-1,2-диметилциклогексана при вычислении используем следующую формулу:

где для диапазона температур :

и т.д.

Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона.

При расчете цис-1,2-диметилциклогексана используем уже найденные значения для диапазонов температур:

При расчете цис-1,2-диметилциклогексана получаем: .

Для метил-третбутилового эфира при вычислении используем следующую формулу:

где для диапазона температур :

и т.д.

Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона.

При расчете используем уже найденные значения для диапазонов температур:

При расчете получаем: .

Для индана при вычислении используем следующую формулу:

где для диапазона температур :

и т.д.

Значения , и рассчитаны по табличным данным методом Бенсона.

При расчете используем уже найденные значения для диапазонов температур:

.

При расчете получаем: .

Для смесей в состоянии идеального газа энтальпия, энтропия и теплоемкость рассчитываются аддитивно с учетом переменной состава:

;

;

.

2. Псевдокритический объем смеси определяется, как функция от состава смеси и критических объемов чистых компонентов смеси: , при этом получена матрица:

	1	2	3	4
1	392.0816	265.4731	102.3749	342.5268
2	265.4731	178.7814	69.4187	231.5124
3	102.3749	69.4187	26.7200	89.4788
4	342.5268	231.5124	89.4788	299.0632

Псевдокритическая температура рассчитывается, как функция от критической температуры, критического объема и состава смеси:

При этом получена следующая матрица:

	1	2	3	4
1	196032.9584	146127.9295	51037.78151	200440
2	146127.9295	108341.532	38100.82371	149150.3
3	51037.78151	38100.82371	13282.512	52210.23
4	200440.0092	149150.2849	52210.23284	204828.4

Ацентрический фактор смеси рассчитывается аддитивно: .

Ацентрические факторы чистых компонентов смеси рассчитываются по уравнению:

,

,

где: , Р_с – критическое давление, атм.

Псевдокритическое давление смеси рассчитывается через уравнение: , где: – псевдокритический коэффициент сжимаемости, определяемый с помощью таблиц Ли-Кесслера и разложения Питцера.

1. Плотность ненасыщенной газовой и жидкой смеси определяем по формуле:, где:

- молекулярная масса смеси, определяемая по правилу аддитивности.

- объем смеси, определяемый по уравнению Менделеева-Клапейрона:

,

- фактор сжимаемости смеси, определяемый с помощью разложения Питцера и таблиц Ли-Кесслера.

Для диапазона приведенных давлений от 0,01 до 1 имеем:

Pr	P, атм	z(0)	z(1)	z	Vm, см3/моль	ρm, г/см3
0.01	0.3316	0.9961	-0.0012	0.9958	135736.7088	0.00075
0.05	1.6578	0.9803	-0.0062	0.9787	26680.6560	0.00382
0.10	3.3156	0.96	-0.0126	0.9567	13040.6132	0.00782
0.20	6.6312	0.9174	-0.0262	0.9105	6205.5229	0.01644
0.40	13.2624	0.8206	-0.0589	0.8051	2743.5055	0.03719
0.60	19.8936	0.6967

-0.1110

0.6674

1516.3113

0.06728

0.80

26.5248

0.141

-0.0540

0.1268

215.9884

0.47236

1.00

33.1559

0.1705

-0.0607

0.1545

210.5945

0.48446

1.20

39.7871

0.1998

-0.0678

0.1819

206.6516

0.49370

1.50

49.7339

0.2432

-0.0788

0.2224

202.1250

0.50476

2.00

66.3119

0.3138

-0.0967

0.2883

196.4949

0.51922

3.00

99.4678

0.4501

-0.1310

0.4156

188.8181

0.54033

5.00

165.7797

0.7092

-0.1943

0.6580

179.3773

0.56877

7.00

232.0916

0.9561

-0.2526

0.8895

173.2122

0.58902

10.00

331.5594

1.3108

-0.3339

1.2228

166.6762

0.61211

Зависимость имеет вид:

2. Плотность жидкой смеси на линии насыщения определяется по формуле: , где:

определяется по уравнению Ганна и Ямады: , где:

,

и Г – функции приведенной температуры.

Для диапазона температур :

;

Для диапазона :

;

Для диапазона :

; .

Для диапазона температур от 298К до 573К имеем:

Т,К	Тr	Г	Vr0	Vs c	Vm	ρm, г/см3
298	0.5139	0.2368	0.3656	382.393653	131.0658	0.7784
323	0.5570	0.2307	0.3755		134.8551	0.7565
348	0.6001	0.2244	0.3862		138.9467	0.7343
373	0.6432	0.2179	0.3980		143.4386	0.7113
398	0.6863	0.2112	0.4111		148.4628	0.6872
423	0.7295	0.2043	0.4262		154.1862	0.6617
448	0.7726	0.1973	0.4436		160.8103	0.6344
473	0.8157	0.1901	0.4652		168.9805	0.6038
498	0.8588	0.1827	0.4946		180.0206	0.5667
523	0.9019	0.1751	0.5307		193.5710	0.5271
548	0.9450	0.1674	0.5852		213.9129	0.4769
573	0.9881	0.1594	0.7210		264.1337	0.3863

Зависимость имеет вид:

3. Энтальпию, энтропию, теплоемкость смеси при заданной температуре 730К в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 10 определяем с помощью таблиц Ли-Кесслера и разложения Питцера:

,

,

.

Для энтропии в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 10 получаем:

Pr	P, атм	Н(0)	Н(1)	Н, Дж/моль
0.01	0.3316	0.005	0.0014	-150668.93
0.05	1.6578	0.0252	0.0062	-150772.42
0.10	3.3156	0.0508	0.0118	-150902.96
0.20	6.6312	0.1022	0.0236	-151165.77
0.40	13.2624	0.2072	0.0432	-151696.91
0.60	19.8936	0.3146	0.0584	-152234.03
0.80	26.5248	0.4252	0.0688	-152780.47
1.00	33.1559	0.5382	0.0738	-153331.62
1.20	39.7871	0.653	0.0736	-153884.84
1.50	49.7339	0.8304	0.0624	-154725.88
2.00	66.3119	1.1288	0.0232	-156114.70
3.00	99.4678	1.6722	-0.0292	-158667.92
5.00	165.7797	2.2994	0.2868	-162093.48
7.00	232.0916	2.5242	0.7384	-163751.36
10.00	331.5594	2.5684 1.2668 -164636.17 График зависимости имеет вид: Для энтропии расчет ведем по формуле: Для энтропий в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 10 получаем: Pr P, атм S(0) S(1) S,Дж/(Кмоль) 0.01 0.3316 0.0024 0.0014 638.31 0.05 1.6578 0.0122 0.0082 651.59 0.10 3.3156 0.0246 0.0160 657.23 0.20 6.6312 0.0500 0.0310 662.75 0.40 13.2624 0.1020 0.0606 668.02 0.60 19.8936 0.1554 0.0872 670.89 0.80 26.5248 0.2112 0.1114 672.76 1.00 33.1559 0.2688 0.1322 674.09 1.20 39.7871 0.3282 0.1492 675.08 1.50 49.7339 0.4198 0.1682 676.13 2.00 66.3119 0.5772 0.1876 677.17 3.00 99.4678 0.8622 0.2396 678.06 5.00 165.7797 1.1740 0.5794 678.97 7.00 232.0916 1.2792 0.9490 680.08 10.00 331.5594 1.3168 1.3508 681.85 График зависимости имеет вид: Расчет теплоемкости ведем по формуле: Для теплоемкости в диапазоне приведенных давлений от 0,01 до 10 получаем: Pr P, атм C(0) C(1) Cp, Дж/(К∙моль) 0.01 0.3316 0.0064 0.0068 297.50 0.05 1.6578 0.0318 0.0348 297.77 0.10 3.3156 0.0648 0.0698 298.12 0.20 6.6312 0.1328 0.1384 298.84 0.40 13.2624 0.2790 0.2726 300.34 0.60 19.8936 0.4402 0.3988 301.96 0.80 26.5248 0.6186 0.5118 303.69 1.00 33.1559 0.8152 0.6074 305.54 1.20 39.7871 1.0304 0.6812 307.49 1.50 49.7339 1.3866 0.7450 310.59 2.00 66.3119 2.0330 0.7616 316.00 3.00 99.4678 3.0174 1.2050 325.16 5.00 165.7797 3.0630 3.5034 330.57 7.00 232.0916 2.5654 4.4436 328.50 10.00 331.5594 2.0500 4.5874 324.53 График зависимости имеет вид: Энтальпию испарения смеси в стандартном состоянии и при давлении, отличном от 1атм рассчитываем по уравнению Менделеева-Клапейрона: , где: при стандартном состоянии =1, при давлении, отличном от 1атм для определения используется выражение: ; ; ; , давление насыщенных паров определяется по корреляции Ли-Кесслера: , где: ,. . , ,. Для диапазона температур от 298 до 573К: Т, К Тr f(0) f(1) Pvpr ∆Zv ∆vH, Дж/моль ∆vH0, Дж/моль 298 0.5139 -5.0752 -6.2981 0.00119 0.9956 37254.7001 37418.78 323 0.5570 -4.2589 -5.0156 0.00377 0.9890 36071.81517 36471.57 348 0.6001 -3.5658 -3.9893 0.00988 0.9769 34737.17427 35559.11 373 0.6432 -2.9702 -3.1614 0.02229 0.9572 33212.48933 34697.05 398 0.6863 -2.4528 -2.4888 0.04465 0.9284 31478.11583 33906.18 423 0.7295 -1.9985 -1.9385 0.08130 0.8891 29531.02569 33213.72 448 0.7726 -1.5956 -1.4850 0.13709 0.8383 27373.36201 32654.6 473 0.8157 -1.2346 -1.1076 0.21726 0.7744 24991.39522 32273.04 498 0.8588 -0.9077 -0.7895 0.32763 0.6948 22319.37859 32124.32 523 0.9019 -0.6083 -0.5165 0.47499 0.5938 19164.33515 32276.68 548 0.9450 -0.3306 -0.2762 0.66803 0.4566 14981.04654 32813.54 573 0.9881 -0.0696 -0.0577 0.91869 0.2186 7396.108869 33835.83 Зависимость имеет вид: «Кажущаяся» стандартная энтальпия образования смеси в жидком состоянии определяется по уравнению: , где: - энтальпия парообразования смеси при стандартном давлении и температуре 298К, - энтальпия образования газовой смеси при стандартном давлении и температуре 298К, определена по правилу аддитивности. Энтальпии образования чистых компонентов смеси определены методом Бенсона. Вязкость смеси при атмосферном давлении рассчитываем методом Голубева: т.к. , то: , где При расчете вязкости для высоких давлений используем корреляцию для смесей неполярных газов, т.к. большинство газов в смеси – неполярные: где: , приведенную плотность смеси определяем по формуле: , где V рассчитывается по уравнению Менделеева-Клапейрона: , а псевдокритический коэф. сжимаемости определяется из разложения Питцера с помощью таблиц Ли-Кесслера: . Условие применимости для : удовлетворяется. 8. Теплопроводность смеси при стандартном давлении рассчитаем с помощью корреляции Мисика-Тодоса: где: - теплоемкость смеси в стандартном состоянии при температуре 730К, . Теплопроводность при высоком давлении и определяется по формуле: 1. Реферат Цена Победы советского народа в ВОВ 2. Биография на тему Пахтусов Пётр Кузьмич 3. Диплом Разработка и экономическое обоснование направлений по повышению эффективности работы предприятия 4. Реферат на тему The Disproof And Proof Of Everything Essay 5. Лекция на тему Промышленный комплекс Украины 6. Реферат Ваттранг, Густав 7. Реферат на тему The Philosophy Of Truth Making You Free 8. Реферат на тему Economics Of Immigration Essay Research Paper From 9. Курсовая Понятие и особенности организации бухгалтерского дела 10. Сочинение на тему Куприн а. и. - Поэтика произведений а. и. куприна. Bukvasha Правила Контакты