纯气体逸度、逸度系数的计算有如下几种方法:(1)以真实气体状态方程的解析法,(2)以对应态原理为基础的普遍化方法,(3)以p-V-T数据通过残余体积的图解积分法等。工程上广泛采用的是前两种方法。
3.6.2.1 利用状态方程计算逸度系数
结合式(3-91)、式(3-93)有
式(3-100)等号两边同时减去RTdlnp,得
结合式(3-95),对式(3-101)进行积分,得
将式(3-102)右边的第一项改写成
将式(3-103)、式(3-104)代入式(3-102),得
式(3-107)给出了用RK方程计算纯气体或定组成混合物的逸度系数关系式。
为便于使用,表3-2列出了某些利用状态方程计算逸度系数的表达式。
表3-2 常用状态方程的逸度系数表达式
3.6.2.2 利用对应态原理计算逸度系数
从式(3-102),并结合式(3-52)可知:
式(3-108)表明,纯物质的逸度或逸度系数直接与量纲为1的残余吉布斯函数相关联,并将其写成对应态形式:
式(3-109)表明,φ是pr和Z的函数,而Z的普遍化计算中有以Tr和pr为变量的二参数法和以Tr,pr和ω为变量的三参数法。
(1)二参数法
以二参数普遍化压缩因子图为基础,结合式(3-109),可制成二参数普遍化逸度系数图。只要已知Tr和pr的值,便可从图中直接查出相应的逸度系数值,从而计算出逸度或逸度系数。
(2)三参数法
采用第三参数普遍化关联式,可以提高对应态原理计算气相逸度系数的精度。如2.3节所述,当流体所处状态的Tr,pr的值落在图2-6曲线上方或Vr≥2时,应采用普遍化第二位力系数的计算方法。
当气体所处状态的Tr,pr的值落在图2-6曲线下方或Vr<2时,可采用压缩因子Z的关系式Z=Z(0)+ωZ(1),即式(2-51)计算得到逸度系数的普遍化压缩对应态关系式:
[例3.8]试估算1-丁烯在473.15K及7MPa下的逸度。
解:1-丁烯的物性参数见例3.8,即
查附录2.4逸度系数表知
根据式(3-112)得
则
[例3.9]用普遍化方法计算正丁烷在460K和1.52MPa下的逸度。
解:从附录1.1查得正丁烷的物性参数为
Tc=425.40K,pc=3.797MPa,ω=0.193
则(www.daowen.com)
根据式(3-111)
则
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