1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1. 在眾多的狀態(tài)方程中,寫出三個常用的狀態(tài)方程。根據(jù)本人的工作或者生活選擇一個體系、選擇其中一個狀態(tài)方程、對其PVT關(guān)系的計算準(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 近期我在我們煉化公司延安石化廠甲醇車間進(jìn)行培訓(xùn)，在甲醇凈化工段丙烯為利用最多的制冷劑，在學(xué)習(xí)丙烯壓縮工段的同時對丙烯的物化性質(zhì)也有了深入了解。丙烯的理化學(xué)性質(zhì)：丙烯是一種無色略帶甜味的易燃?xì)怏w，分子式為CH3CH=CH2，分子量為42.08，沸點-47.7，熔點為-185.25，其密度為空氣的1.46倍，臨界溫度為91.8，臨界壓力為4.6Mpa,爆炸極限為2.011（vol），

2、閃點為-108。（因此，丙烯在貯藏時要特別小心，一旦發(fā)生泄漏，因為它比空氣重，容易積聚在低洼處及地溝中，若在流動過程中遇到火星，則極易引起爆炸，釀成嚴(yán)重后果。）選擇用R-K狀態(tài)方程計算對液態(tài)丙烯的PVT關(guān)系準(zhǔn)確度進(jìn)行分析，從化工熱力學(xué)（陳光進(jìn)等編著）中查得丙烯的臨界數(shù)據(jù)為Tc=364.9K;Pc=46.0*MPa,下面是廠里給定的丙烯性質(zhì)數(shù)據(jù)。為了計算方便，用excel換算和簡單計算得到新的數(shù)據(jù)如下：溫度（）-40-30-20-1001020304050溫度（K）233243253263273283293303313323壓力P（1*10-1MPa）1.41962.12483.06314.31

3、345.84857.786810.179113.082116.523120.5680摩爾體積V（1*10-5m3/mol）54560.92826948.03219520.91214403.98410810.3528235.0566354.0806354.0804952.8163879.776R-K方程：p=- a=16.3409(mPaKmol) b=5.(m mol)由上表又知道摩爾體積V，故根據(jù)R-K方程，用excel可分別計算得到各溫度下的壓力值P：溫度（）-40-30-20-1001020304050壓力P(1*10-1MPa)1.41962.12483.06314.31345.848

4、57.786810.179113.082116.523120.5680計算壓力P1(1*10-1MPa)1.02882.17063.11824.39036.06798.250511.441211.441215.146719.9288用R-K狀態(tài)方程計算得數(shù)據(jù)與給定值比較可得如下數(shù)據(jù)圖：通過計算和上圖的數(shù)據(jù)對比，可得結(jié)論：利用延安石化廠給定丙烯性質(zhì)數(shù)值，代入V值，用R-K方程計算所得的壓力值P與給定的P值偏差很小。即對制冷流程簡述：從Recfisol來的丙烯氣體與丙烯過冷器殼側(cè)排出的氣體混合，壓力為0.13Mpa,溫度為-40，進(jìn)入壓縮機入口分離器飽和并計量后，氣體壓力為0.12Mpa,溫度為-

5、40進(jìn)入，丙烯壓縮機一段，由閃蒸罐出來的丙烯閃蒸汽壓力為0.525Mpa,溫度為-5.5，進(jìn)入丙烯壓縮機的中段，兩股氣體均被壓縮到0.9Mpa, 102排出，壓縮后的氣體被丙烯冷凝，液體丙烯進(jìn)入丙烯貯槽，壓力為1.85Mpa,溫度為45，為防丙烯壓縮機喘振，在丙烯機氣體排出口有一回到入口氣進(jìn)入丙烯回路管線補充氣量之不足。從丙烯貯槽出來的液體丙烯進(jìn)入閃蒸槽，閃蒸氣進(jìn)入丙烯機中段，從丙烯壓縮機出口處引一管線為防喘振二段回路。液體丙烯壓力0.525Mpa、溫度為-5.5，從閃蒸槽底部引出來，一路進(jìn)入壓縮機入口分離器，通過液位調(diào)節(jié)以補充進(jìn)口丙烯氣流量，另一路進(jìn)丙烯深冷器，通過自身丙烯閃蒸以降低溫度，殼

6、側(cè)丙烯氣與Recfisol來的會和,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，以提供低溫甲醇洗所需冷量。為防止丙烯中微量水份在閃蒸過程中凍結(jié)，還需向系統(tǒng)注入少量甲醇，甲醇的噴淋是通過計量泵出口甲醇與丙烯貯槽到閃蒸槽的液體丙烯大小，調(diào)節(jié)噴淋混合來完成的。由于丙烯易燃易爆，因此，在設(shè)備維修前后都必須用N置換丙烯，然后用空氣置換N開車時先用N置換空氣，再用丙烯置換N。2、根據(jù)功熱轉(zhuǎn)換的原理，選擇一個體系或者工況進(jìn)行節(jié)能過程分析。要求給出詳細(xì)的計算步驟和過程分析。冷庫的制冷原理為滿足人們的現(xiàn)代生活需要，冷庫的需求量越來越大。下面用壓焓關(guān)系分析其

7、制冷過程和原理，空調(diào)制冷原理涉及了熱力學(xué)第一定律，為逆卡諾循環(huán)，以下是用理論制冷循環(huán)的分析和計算。一、制冷循環(huán)系統(tǒng)的基本組成根據(jù)蒸汽壓縮式制冷原理構(gòu)成的單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，是由不同直徑的管道和在其中制冷劑會發(fā)生不同狀態(tài)變化的不見組成，串接成一個封閉的循環(huán)回路，在系統(tǒng)回路中裝入制冷劑，制冷劑在這個循環(huán)回路中能夠不停的循環(huán)流動，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)，再由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的重復(fù)性的不斷變化。利用制冷劑氣化時吸收其他物質(zhì)的熱量，冷凝時向其他介質(zhì)放出熱量的性質(zhì)，當(dāng)制冷劑氣化吸熱時，某物質(zhì)必然放出熱量而使其溫度下降，這樣就達(dá)到了制冷的目的。依照

8、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、冷凝器、節(jié)流元件和蒸發(fā)器，用不同直徑的管道把他們串接起來，就形成了一個能使制冷劑循環(huán)流動的封閉系統(tǒng)。 圖1 單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng) 1制冷壓縮機 2冷凝器 3節(jié)流元件 4蒸發(fā)器二、制冷循環(huán)過程制冷壓縮機由原動機拖動而工作，不斷地抽吸蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽，壓縮成高壓（pk）、過熱蒸汽而排出并送人冷凝器，正是由于這一高壓尋在，使制冷劑蒸汽在冷凝器中放出熱量，把熱量傳遞給周圍的環(huán)境介質(zhì)水或空氣，從而使制冷劑蒸汽冷凝成液體。冷凝后的液體仍處于高壓狀態(tài)，流經(jīng)節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑在節(jié)流元件中，從入口端

9、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。制冷劑液體流入蒸發(fā)器后吸收熱量而沸騰汽化逐漸變?yōu)檎羝谄^程中，制冷劑從被冷卻介質(zhì)中吸收吸收所需要的汽化熱，使被冷卻介質(zhì)溫度降低，實現(xiàn)制冷的目的。三、逆卡諾循環(huán)理想制冷循環(huán)的過程計算 根據(jù)理論制冷循環(huán)的假設(shè)條件，單級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 單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)理論在lgp-h圖上的表示1） 制冷壓縮機從蒸發(fā)器吸取蒸發(fā)壓力為p0的飽和制冷劑蒸汽（狀態(tài)點1），沿等熵線壓縮至冷凝壓力為pk（狀態(tài)點2 ），壓縮過程完成。2） 狀態(tài)點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

10、質(zhì)空氣或水進(jìn)行熱交換，放出熱量qk后沿等壓線pk冷卻至飽和蒸汽狀態(tài)點2然后冷凝至飽和狀態(tài)點3，冷凝過程完成。在冷卻過程（2-2）中制冷劑與環(huán)境介質(zhì)由溫差，在冷凝過程（2-3）中制冷劑與環(huán)境介質(zhì)無溫差。3） 狀態(tài)點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4，膨脹過程完成。4） 狀態(tài)點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)的熱量沿等壓線p0汽化，到達(dá)飽和蒸汽狀態(tài)點1，蒸發(fā)過程完成。制冷劑的蒸發(fā)溫度與被冷卻介質(zhì)間無溫差。 單級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

11、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） （1-1）式中 q0單位質(zhì)量制冷量（kJ/kg）； h1與吸氣狀態(tài)對應(yīng)的比焓值（kJ/kg）； H4節(jié)流后濕蒸氣的比焓值（kJ/kg）； r0蒸發(fā)溫度下制冷劑的汽化潛熱（kJ/kg）； 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 制冷壓縮機每吸入1m3制冷劑蒸氣（吸氣狀態(tài)計）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q

12、v表示。其表達(dá)式為： qv= (1-2)式中 qv單位容積制冷量（k J/m3）; 制冷劑在吸氣狀態(tài)時的比體積（m3/kg）;3、理論比功 制冷壓縮機按等熵壓縮時每壓縮輸送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 (1-3)式中 w0理論比功（kJ/kg）; h2壓縮機排氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）; h1壓縮機吸氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）;4、單位冷凝熱負(fù)荷 制冷壓縮機每輸送1kg制冷劑在冷凝器中放出的熱量，稱為單位冷凝熱負(fù)荷，用qk表示。其表達(dá)式為： qk=（h2-h2）+(h02- h3)= h2- h3 (1-4)式中 qk單位冷凝熱負(fù)荷（kJ/kg）； h2與冷凝壓力對應(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