Описание - фазовое равновесие
Cтраница 1
Описание фазового равновесия является одной из важнейших задач при расчете процессов разделения. Знание условий равновесия позволяет не только принципиально решить вопрос о возможности разделения многокомпонентной смеси методами ректификации, абсорбции, экстракции, но и выбрать схему разделения. Наиболее общий метод расчета равновесия основан на применении некоторого уравнения ( уравнения состояния) ко всем фазам системы пар - жидкость. Однако использование уравнений состояния возможно лишь в случае простых систем, которые образованы веществами с аналогичными свойствами, например неполярными веществами, составляющими природный газ. [1]
Описание фазовых равновесий этой системы, а также графическая интерпретация ее показывают, что система СаО - А12О3 - SiO2 относится к типу сложных. [2]
Для описания фазового равновесия, в системах газ-жидкость и газ - твердое тело при высоких давлениях используются такие термодинамические параметры компонентов системы как летучесть, коэффициент активности, парциальные молярные объемы и другие, которые обычно применяются и лри рассмотрении равновесия в гетерогенных системах при низких давлениях. [3]
При описании фазовых равновесий в области низких и средних давлений наибольшее распространение получил другой термодинамический метод, в котором паровая и жидкая фазы представлены принципиально различными моделями. Такой подход оправдан, так как в области состояний, удаленной от критической, сами эти фазы по ряду свойств резко различны, и в описание каждой могут быть введены упрощения. [4]
При описании фазовых равновесий возникает задача оценки оптимальных значений параметров уравнений для избыточной энергии Гиббса растворов и коэффициентов активности. Параметры должны обеспечивать наилучшее в рамках выбранного критерия оптимальности соответствие расчетных и экспериментальных данных. Основой для оценки могут служить данные о величинах gE и yi9 а также первичные экспериментальные данные, являющиеся источником информации об этих свойствах. В качестве первичных обычно выступают данные о фазовых равновесиях в бинарных системах. Используют также данные об избыточной энтальпии растворов. [5]
При описании фазовых равновесий в подобных системах парциальное давление кислорода в газовой фазе является важным параметром. Диаграммы, изображающие проекции поверхностей ликвидуса с изотермами ликвидуса и кривыми фракционного разделения, должны быть дополнены в этих случаях кривыми, указывающими равновесное парциальное давление кислорода в газовой фазе. Также должны быть установлены новые критерии отклонений путей равновесной кристаллизации. Составы конденсированных фаз изменяются в процессе кристаллизации таким образом, что это изменение описывается прямыми линиями, направленными к кислородной вершине номинальной модели, обычно применяемой для графического изображения подобных систем. [6]
Интерес для описания фазовых равновесий представляет групповая модель. Эта модель исходит из предположения об аддитивности вкладов различных химических групп в термодинамические свойства компонентов и смесей. [7]
С целью описания фазовых равновесий жидкость-пар тройных неидеальных систем различных типов ( гомогенные, расслаивающиеся, разбавленные растворы) исследовалась возможность расчетов по уравнению Маргулеса. Предложена новая методика вычисления констант этого уравнения, обеспечивающая лучшую сходимость рассчитанных и опытных данных по сравнению с известными в литературе методами. [8]
Задачей термодинамики является описание фазовых равновесий и свойств отдельных фаз. Не существует каких-либо ограничений для общего числа фаз любой системы. Например, для воды известно семь типов льда, жидкая вода и пар. Для углерода известны две твердые фазы, но жидкий углерод до сих пор еще не получен - этому отвечают пока экспериментально недостижимые значения температуры и давления. Однако при равновесии число одновременно существующих фаз не является произвольным. Оно определяется правилом фаз Гиббса. Многие выводы термодинамики получены как чисто математические заключения, тем не менее они позволяют установить связи между измеряемыми величинами. Как правило, такие уравнения являются следствием существования определенных функций состояния или вытекают из самого факта существования определенного уравнения. Правило фаз Гиббса - следствие существования системы уравнений, однозначно описывающих равновесие многофазной системы. [9]
Разобранный выше метод описания фазовых равновесий может быть распространен на более сложные системы. Рассмотрим, например, систему FeO - Fe203 - Si02, являющуюся лишь частью более общей системы Fe-Si - О. [10]
Редлиха - Квонга для описания фазового равновесия в условиях высокого давления. [11]
 |
Формулы для уравнения состояния Пенга - Робинсона.| Формулы для уравнения состояния Бенедикта - Вебба - Рубина. [12] |
Методы, предназначенные для описания фазового равновесия жидкость - пар неуглеводородных веществ, должны учитывать самые разные отклонения от свойств идеальных систем. По указанной причине эти методы отличаются от используемых для углеводородных систем, отклонение которых от идеальных систем не слишком велико. Современные методы расчета коэффициентов активности, необходимых для описания фазового равновесия жидкость - пар для смесей, используют групповые методы. В этом подходе отдельная молекула рассматривается как образование, состоящее из характерных функциональных групп. Поведение такой молекулы может быть оценено путем суммирования характеристик этих функциональных групп. Существуют три метода определения групповых характеристик, схожих по принципам, но отличающихся в конкретной реализации. Все три метода будут рассмотрены ниже. [13]
Редлиха - Квонга для описания фазового равновесия в условиях высокого давления. [14]
 |
Кривая ликвидус в бинарной. [15] |
Страницы: 1 2 3 4