Графический расчет равновесных составов паров и жидкости
Состав жидкой и паровой фаз можно определить по известным кривым зависимости давления насыщенных паров от температуры.
В точках M и N пересекаются линии заданного внешнего давления π и кривые давления насыщенных паров. В этих точках определяются температуры кипения чистого НКК ( ) и ВКК ( ).
При выбранной t, давление нас.паров НКК – т.L, давление нас.паров ВКК – т.K.
Отложив эти значения на правом графике в т.А и в т.В, проводим через них изотерму ВА.
т.D – определяет состав кипящей жидкости при заданной температуре и давлении π
ОА – закон Рауля, выражает зависимость между составом жидкой фазы и парциальным давлением НКК.
т.Е – парциальное давление НКК при найденном значении .
ОН – закон Дальтона, выражает зависимость между составом жидкой фазы и парциальным давлением НКК.
Условие равновесия = → т.F – концентрация НКК в паровой фазе.
Кривая равновесия фаз
По закону Рауля парциальные давления в жидкой фазе определяются:
для НКК -
для ВКК -
По закону Дальтона парциальное давление в паровой фазе определяется:
для НКК -
для ВКК -
При равновесии парциальные давления каждого компонента в паровой и жидкой фазах равны:
= (1)
= (2)
разделим урав (1) на (2) →
(3)
- уравнение кривой равновесия фаз.
Уравнение устанавливает зависимость между равновесными концентрациями в жидкой и паровой фазах.
Каждой точке на КРФ соответствует определенная температура в пределах температур кипения НКК ( ) (1,1) и ВКК ( ) (0,0).
- коэффициент относительной летучести. Характеризует способность компонента переходить в паровую фазу. Чем он больше, тем легче компонент переходит. КОЛ зависит от температуры и давления, зависимость обратнопропорциональная. >1.
Изобарно-температурные кривые
Полученные при разных t равновесные составы жидкой и паровой фаз при давлении π можно представить в системе координат t - , .
Изобарно-температурные кривые позволяют установить связь между Т кипения системы и составом жидкой и паровой фаз.
T
B 2 точка А - = =1 – температура кипения НКК ( ).
перегретый точка B - = =0 – температура кипения ВКК ( ) .
пар 1 - линия кипения.
пар + 2 – линия конденсации.
S S’ SS’- конода, линия соединяющая точки равновесных
жидкость составов жидкой и паровой фаз.
1 A
жидкая фаза
,
Энтальпийная диаграмма
Энтальпийная диаграмма связывает составы жидкой и паро
вой фаз с их энтальпиями. Их используют при расчетах рек
перегретый пар тификации, когда нужно знать тепловые потоки.
- для жидкой фазы
S’ - для паровой фазы, где
h, H- энтальпии компонентов в жид и пар.ф
S SS’- конода
- - энтальпия паровой фазы
жидкость - - энтальпия жидкой фазы
x,y
энтальпия НКК в жидкой фазе. - энтальпия ВКК в паровой фазе.
- энтальпия ВКК в жидкой фазе. - энтальпия НКК в паровой фазе.