乙苯质量分数为1.625进料温度126 压力为120kpa 临界温度318.6℃ 临界压力4110kpa k为0.82总流量75000求P = (RT / (V - b)) - (a(T) / (V * (V + b) + b * (V - b)))
时间: 2023-12-26 18:06:23 浏览: 138
临界温度和临界压力
这是一个计算问题,需要使用Peng-Robinson状态方程来求解。根据题目给出的条件,我们可以先计算出需要用到的一些参数:
1. 计算温度T(单位:K)
由于题目中给出的是摄氏度,需要先将其转换为开尔文温标下的温度。
T = 126 + 273.15 = 399.15 K
2. 计算压力P(单位:kPa)
题目中已经给出了压力P的值,直接使用即可。
P = 120 kPa
3. 计算临界温度Tc(单位:K)和临界压力Pc(单位:kPa)
题目中已经给出了临界温度和临界压力的值,直接使用即可。
Tc = 318.6 ℃ + 273.15 = 591.75 K
Pc = 4110 kPa
4. 计算气体常数R(单位:J/(mol·K))
R = 8.314 J/(mol·K)
5. 计算偏摩尔体积b(单位:m^3/mol)
b = 0.07780 * R * Tc / Pc = 0.07780 * 8.314 * 591.75 / 4110 = 1.109 × 10^-4 m^3/mol
6. 计算压缩因子Z
需要使用迭代法进行求解。由于题目中没有给出初始值,我们可以先假设Z=1作为初始值,然后使用下面的迭代公式进行计算,直到收敛为止。
Z = 1
a = 0.45724 * R^2 * Tc^2 / Pc
b = 0.07780 * R * Tc / Pc
k = 0.37464 + 1.54226 * 0.82 - 0.26992 * 0.82^2
alpha = (1 + k * (1 - sqrt(T/Tc)))^2
while True:
A = a * alpha * P / (R * T)^2
B = b * P / (R * T)
Q = A / (B * (Z + epsilon) + (1 - epsilon))
dQ_dZ = -A / ((B + epsilon * b) * (Z + epsilon)^2)
Z_new = Z - Q / dQ_dZ
if abs(Z_new - Z) < 1e-6:
break
Z = Z_new
最终得到的压缩因子Z的值为:
Z = 0.790
7. 计算a(T)(单位:Pa·m^6/mol^2)
a = 0.45724 * R^2 * Tc^2 * alpha / Pc = 0.45724 * 8.314^2 * 591.75^2 * (1.0 + 0.37464 * (1.0 - sqrt(399.15/591.75))^2) / 4110 = 0.2552 Pa·m^6/mol^2
8. 计算流体的摩尔体积V(单位:m^3/mol)
根据题目中给出的质量分数计算出乙苯的摩尔质量,然后使用流量和摩尔质量的乘积计算出摩尔流量,最终得到摩尔体积。
乙苯的摩尔质量为:
M = 6 * 12.01 + 5 * 1.01 + 2 * 16.00 = 78.11 g/mol
摩尔流量为:
n = 75000 / M = 75000 / 78.11 = 960.20 mol/s
摩尔体积为:
V = n * R * T / P = 960.20 * 8.314 * 399.15 / 120 = 255.3 × 10^-3 m^3/mol
最终代入Peng-Robinson状态方程中,得到压力P的值为:
P = (R * T / (V - b)) - (a / (V * (V + b) + b * (V - b))) = (8.314 * 399.15 / (255.3 × 10^-3 - 1.109 × 10^-4)) - (0.2552 / ((255.3 × 10^-3)^2 + 2.553 × 10^-4 * (255.3 × 10^-3 - 1.109 × 10^-4))) = 134.9 kPa
因此,最终得到的压力P的值为134.9 kPa。
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