《液体体积与温度压力的关系_熊国华》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液体体积与温度压力的关系_熊国华（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1985 年化学 土程 第主期 液体体积与漏 . 度压力的关系 . 熊国华 ( 西北大学化工 系 ) 硒咨 . ,态叫 一 、 目组舀 液体的摩尔体积是重要 的化 工设计基础 数据之一 。 它主要指饱和摩尔体积 及受压下 的液体密度 两种 。 饱 和摩尔体积数据 , 除少 数常见物质可从各类手册 中查找之外 , 通常 是通过数学关联式(或 称液体状态方程)来估 算 。 至于受压液体的体积 , 大多是用 饱 和体 积加以适当校正而获得 。 随着石油化学工业的发展及电子计算机 的广泛采用 , 液体的 F 一 V T 关系的研究 , 在 六七十年代迅速发展起来 , 但我国的有关研 究报导不多 , 这
2、是化学工程基 础理论急待开 发的课题之一 。 本文首先对文献报导的方法进 行了整 理 , 并在相同的 条件下 , 选用六种常用的方 程考查其适应性 , 共中 Bh i l, d tL方程自开发 以来尚未见有关评价报导 , 我们首先用 它和 S DR方程研究了压力对液体体积的影响 。 是足够精确的 , 至今仍在使用 。 但是 , 其共 同 缺点是不利 于程序化 。 我们对一些液体摩尔饱 和体积与温度的 数学解析式进行了如下归 纳 、 整理 : L少ek. an一 E c :。: t 一 P rausi li t z:布j V 。 /V 。 二V留 i , 。V份 + 。 “ V铲 , 11alm
3、 一 sti e l r”J V 。 二 幼 少十 。 丫 1 )十x V “, 一卜。 “ V 句 ,x二Vt峨十。x V S) H an ki n s on一 1 五om son“ ,7 V ; ZV 余 二 V ( 0 t 1一 。 : V梦 V 水 为特征值 T封韶 。: Z 。 P : 里二竺上二一 x t昌少一 。 二忿i 一 Q i- Z p Z几 : P气 : Z飞 了i p气 , i r吕 .L X N a, s三m h an。z 0 . 422logP 。 + 0 . 9 81 (1 一 T : ) “ 今0 + ,.一 一 V V 二 、 液体体积和 温度的关系 最初 的
4、液体体积(或密度)与温度的定量 关系是 Ci ane t ot一 M a (hia s 的直径线法则 , 以此法则为基础 又开发了一 系列 的方法 , 比 较 著 名的有 : 一W a t s on 法 ” , 工 J : : 图 “J 、 H。 。吕en一Wa t so : 表 仁“ 等 。 其中有一些方狱 、 M arti几i 。J V . ZV 。 i + A(1一T : ) ” 3 + B(1 一 T : ) “3+ + C(1一T : ) + D(1 一 T r ) “/。 B ra df or d一Ti l o d os l V 。 /V 。 1+ (2 . 92 4 一7 . 3
5、42 。 )(1 一 T r ) 一 一 (1 . 1 39一3 . 7 962 。 )(1 一 T r ) 2+ + (2 . 7 85一3 . 5 4召Z 。 ) (1 一 T : ) “ 。 +“:6 a 6 2。少 Y en一Woo d s仁1 2) V 。 /V 。二二 1十A (1 一 r , ) /, 一卜 B(1 一 T , ), 十 + (0 . 93 一 B)(1一T : ) , , , pZ 一 人 , 17 . 4425一214 . 5752 。 + 959 . 6252卜 152 2 . 062之 B 、 = 二 3 . 2 857+1 3 . 63772 。 + 1
6、0 7 . 48442营 一 384 . 2 112: (Z 。 镇 0 . 26) B二 60 . 20 97一4 0 2 , 06 32 。 + 50 12营 + + 6 412才(Z 。 0 . 26) Ried e l “ V . /V 。 1+0 . 55(1一T , ) + 1 . 93 + + 0 . 2(a 。 一 7) /3 Phillip s一T h o d os, l V . ZV 。 =0 . 5(3 , 05t n“ /一 1 . 5m 6 么T r ) 加 + + 5 . 4 5 n (1 一 T r ) G u g ge n h e宜 m ,51 V . /V 。
7、 二1 +a (1 一 T : ) + p(1 二T : ) /3 a “ 0 . 7 3 098+0 . 2 8 908。 p 二1 . 7 52382 +o . 7 4293c o C hiu eta l tl 。 V . =1 + a (i 一 T : ) + p(1 一 T r ) 75x x 一一一二生旦 一 0 . 3 862一0 . 0866。 H ar m e ns诬7一l ,z v . 义v 。 =C ( F T : ) C = (0 . 43875一0 . 6 2 52 。 ) P 。 F (T : = 15 . 81 一1 7 . 71T r +22 . 6 7T萝- 一
8、1 5 . 07T: R ae k etttZo; 一- 一- 一 , 、 、 名/, , 飞T _ 飞1 7 1+(1一T _ ) 一/ v 二 v c c “一 ” - 一, - Y a m a d a一Gunnt2 1) 一 夕28 . 22 7T 于 + 176 . 737T忿 三 、 方程的考查 V SDR 名么 V 二丫 .。: z 。 : (,一T : )匆, = (RT 。 /p 。 ) z ;A,+、一T , )/, Bh i r u d “8 , In( .P 。 V . /RT 。 )一I nu 。) +。 I nu ” I n。,二 1 . 3如44 一2 4; o 7
9、6T : +io 2 . 6 i5T考- 一2 55 . 719T母+3 5 5 . 8 05T套一 一 2 56 .右7 1 T蓄 +孚5:lossT忿 In u多,= 13 、 4 4 12一135 . 7437T r + 533 . 38T卜 一10 91 . 453T : + 1231 . 43T套 一 我们对上列1 7种方 程中六种常见的 、 较 为精确的方程进行了考查 。 它们是 : H ar m en s 方程 。 该方程是由 H ou ge n- W a s t on“ 方法演变而来 , 原仅用 于推算烃 类饱和体积 。 发表以来很少被评价 。 我们想 探讨其对不同结构物质的适
10、用情况 。 Y en一 W oo d方程为M a r ti n 方程 ” 的简 化式 , 两者计算结果相差不大 , 是经常被评 论者选用的方程之一 。 G u gg e n h e i m 方程获是较早被公认为较 精确的方程之一 。 它是根据统计力学推导出 来的 , 具有一定的理论意义 。 其校 正 性 方 程 , 如Chi u 方程 6 不y l J 入 。 R ao k e t t 方程较常用 , 一般教科书都予 以介绍 。 sDR方程为R a。ke t t 方程的校正方 程 , 亦是一种整理数据的方法 , 是目前公认 为最精确的方程 。 Bi h ru d方程是新开发的方程 。 其理 论
11、 依据是i P t zer 对应状态原理 , 目前未见有关 的评论报导 。 考查的方法是 , 在相同条件下 , 比较计 算值和实测值的平均相对误差 。 其计算式 是 : 平均相对误差= 一生习烤皿复 于甘篡迫阮 ” 一实测值 式中 n 是考查点数 。 对甲烷等 5 5种纯物质液体饱 和摩尔体积 的试算结果列于表 1 。 说明几点 : 表 1内所考查的原始数 据 , 除二氧化碳系BWR方程计算值外 , 其 余均取自文献报导实测值 。 SDR方程中 的Z : * 值取自文献25 , 26 , 临界常数及 偏 心因子统一使用文献24数据库值 。 Ha r m e 夕 s 方程中的特征值c , 除文献
12、17 , 一邸一 表 , 饱和液体 南尔 休积的 平 均误差 , 男 1 1 一,几 月 性份O 口七一 卜nO 工U甲., 几 旧一到 ,七 nU 门l,l勺 - k 一、J玉爪 丹,自n O仙 创一心曰洲 . 一 ”仙n nU U 温 度 范围 平均误差 , 拓 物质文 G u g genheim 方程 Ha r me nS 方程 YCn 一w OO 方程 Ra eket t 方程 Bh豆 ru d 方程 | l 州州| 一 . 点 一 献 1 2881 181 31 8 3 3 只 Ul卜U 4 33 7 3 3浦5 91 59 31 5场 场1 54 81 51 5 1 5 场 3 1
13、 1 5 1 5场 5 3 6 2 0 1 8场3 T2 31 1 斤QU 甲烷 乙炔 乙烯 乙烷 丙炔 丙烯 丙烷 丁烯 一1 顺丁烯 一2 反丁烯 一 2 异丁烯 丁二烯 一 1 , 3 异丁烷 正 丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 正壬烷 正癸烷 正十二烷 正十五烷 正十八烷 正二十烷 2 , 3 一二甲基戊烷 2 , 4一二 甲基戊烷 2 . 3一二甲基丁烷 2了1 28 28 29 2 8 30 311 32 33 33) 33 34 35 127 . 59一188 . 71 191 . 35 一2 17 . 95 164 . 45 一203 . 了 290 .
14、2 6 一 305 . 37 217 . 85 一 260 . 25 278 . 82 一 364 . 8 2 165 . 81一287 . 78 227 . 16一282 . 分5 283 . 45一24 1 . 95 223 . 15一282 , 55 203 . 15 一2了 3. 15 255 . 5了 333二15 .26 1. 32一405 . 0 36 3了 38) 39 40 41 280 一4 22 294 . 16 一380. 25 5 . 37 一 455 . 362 . 22一423 . 310 . 93 一477. 419 . 82 一53 1 . non UO J厅
15、 已1阳人皿O Q的 口 nJ 42 3 . 1389 16 . 8639 0 . 0978 6 . 8562 4 . 2940 2 . 8169 0 . 16 16 0 . 62了 5 2 . 834 7 1 . 6995 2 . 2283 0 . 20 06 4 . 马818 3 . 6110 0 . 1637 0 . 8700 4 . 8362 0 . 3马53 2 . 2204 1 . 507 6 : 八,曰勺J月 性R 甘,主nn 43 44 44 3了3 310 0 . 马3 38 0 . 332 1 2 . 1831 4 . 74 27 4 . 7572 1 . 5279 . 3 . 1330 2 . 仑15仑 1 . 5549 1 . 7822 2 . 3443 0 . 2 142 2 . 56 8T 3 . 6911 3 . 46 63 0 . 3228 5 . 3024 0 . 3855 2 . 1了60 1 . 16了8 2 . 0266 1 . 7699 3 . 4186 2 . 8了 36 333 15一54 8 . 93 一5 10 . 15一523 . 15一642 . 95一408 . 15 一408 . no只 U 46 45 46 273 . 15 一3了6 . 5 功 1 957均2 2
