熱力學作業

2022-12-30 17:27:05 字數 2113 閱讀 2922

estimate the solubility of naphthalene in sc-co2 at 308.5k and pressure up to 300bar.(=bar, =125,混合性質引數為k12=0.

068;l12=-0.218)

解答:組分,naphthalene(萘)-2組分, =bar, =125

很低,接近於理想氣體,所以=1

所以上式可以簡化為:

——組分2在流體相中的摩爾分數

——純組分2在溫度t下的飽和蒸汽壓, pa

——純組分2的摩爾體積,

——組分2在流體相中的逸度係數

——純組分2在其飽和蒸汽壓下的逸度係數。

2.利用a、b、z值求解萘在超臨界co2相中的逸度

其中, ;;

在給定的t=308.15k和給定的某乙個壓力p (1—300 bar)下分別求出兩種物質的對比溫度和對比壓力

;;;由上面兩式可分別求得兩種物質的ai和bi值。將混合性質引數k12=0.068;l12=-0.218代入混合規則表示式(呈一階線性關係,因此a與a的混合規則相同,b與b的混合規則相同)

和推導可知:

;; 代入,所求y是未知數,所以用迭代方法。

以y2=0為初值來對下面的所有公式進行迭代並得到一定精度的y2值,由y2=0代入得a、b即可得z,因此得到,最後求得y2,與初值對比,否:重新迭代,是:相同就為所求值。

3.迭代:在command 視窗輸入壓力p的取值 「p =[1 20.

5 68.7 100.4 152.

3 190.5 230.6 267.

3 300]」並用命令「y=pr(p)」來呼叫下面的程式求解對應的y值。

function y=pr(p)

n=length(p);

pc=[73.82 40.5];

tc=[304.2 748.4];

w=[0.225 0.302];

t=308.15;

for j=1:n

for i=1:2

tr(i)=t/tc(i);

pr(i)=p(j)/pc(i);

alpha(i)=(1+(0.3746+1.54226*w(i)-0.26992*w(i)^2)*(1-sqrt(tr(i))))^2;

a(i)=0.45724*alpha(i)*pr(i)/(tr(i))^2;

b(i)=0.07779*pr(i)/tr(i);

enda(3)=sqrt(a(1)*a(2))*(1-0.068);

b(3)=0.5*(b(1)+b(2))*(1+0.218);

y2=0;y(j)=1;m=1;

while (abs(y(j)-y2)>=1e-6 & m<1000)

y1=1-y2;

y(j)=y2;

a=y1^2*a(1)+2*y1*y2*a(3)+y2^2*a(2);

b=y1^2*b(1)+2*y1*y2*b(3)+y2^2*b(2);

z=b;n=1;k=1;

while(abs(k-z)>=1e-8 & n<1000)

k=z;

z=b+(k^2+2*k*b-b^2)*(1+b-k)/a;

n=n+1;

endh=(z+(1+2^0.5)*b)/(z+(1-2^0.5)*b);

g=2*(y1*a(3)+y2*a(2))/a-b(2)/b;

phi=exp(b(2)*(z-1)/b-log(z-b)-a/(8^0.5*b)*log(h)*g);

y2=30.24/(p(j)*10^5*phi)*exp(8.202*p(j)/(8.3145*t));

m=m+1;

y2=y2/30

endendy2的執行結果如下

0,0,0.0072,0.2824,0.4908,0.5618,0.6010,0.6170,0.6203

輸入壓力p下對應的y2的實驗值

>> p =[1 20.5 68.7 100.4 152.3 190.5 230.6 267.3 300];

>> y=pr(p);

>> y2=[0,0,0.0072,0.2824,0.4908,0.5618,0.6010,0.6170,0.6203];

>>plot(p,y,p,y2,'b')

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