发布时间 : 星期一 文章化工热力学答案-冯新-宣爱国-课后总习题答案详解更新完毕开始阅读648365e4afaad1f34693daef5ef7ba0d4a736d0b
BPC?B0??B1??0.2846?0.152?0.1952??0.3143RTC Z?1????BPC?RTCP??Pr????Tr??1?0.3143?0.3236?1.090?0.907???
V?ZRT?0.907?8.314?403.15?1.375?2211cm3/mol 对于丙烷，其摩尔质量为M=44，
则; W=n M=0.5x106/(2211x1000)x44=9.950kg 即，最多约可装入10kg丙烷。
2-22.某企业要求以气体形式存储10℃、1atm的丙烷35000㎏。有两种方案争论不休：
⑴在10℃、1atm下以气体形式存储；
⑵在10℃、6.294atm下以汽液平衡的形式共储。对于这种模式的存储，容器有90％的体积由液体占据。
你作为企业的工程师将采用何种方案，请比较两种方案各自的优缺点，必要时采用定量的方法。
解：⑴查附录2知：Tc=369.8K，Pc=4.246MPa，ω=0.152
283.15101.325?103T??0.766 ∴pr? ；?0.0239r369.84.246?106由图2-14知，应使用第二Virial系数法 又 B0= 0.083-∵
BPc= B0+ωB1 RTcRTc8.314?369.8（B0+ωB1）=（-0.5635-0.3879×0.152）=-4.5076Pc4.246?1017
0.4220.1721=-0.5635，=0.139-=-0.3879 B0.7661.60.7664.2∴B=
×10?4 ∵1+
BP1Pv1= RTRT∴v1=B+
8.314?283.15RT3m/mol =-4.507×10?4+=0.02323101.325?10P135000?103∴n1v1 =×0.0232=1.84×104m3
44∴V总 =n1v1=1.84×104m3 若储罐为球罐，其直径d=（⑵气相：v2=B+
6V总?）1/3=32.76m，不符合实际情况。
RT=0.003m3/mol P2 液相：∵ZRA=0.29056-0.08775 ω=0.2772 ∴vsl=又 n?‘总RTc ZRAPc?vsl2???1??1?Tr?7???=86.07×10?6m3/mol
0.1V’总v20.9V’总35000?103 ?44'6V总∴V?75.8m 若储罐为球罐，其直径d=（
3?）
1/3=5.25m，可行。
2-23. 工程设计中需要乙烷在3446 kPa和93.33 ℃下的体积数据，已查到的文献值为0.02527 m3?kg-1，试应用下列诸方法进行核算： (1)三参数压缩因子法；(2)SRK方程法；(3)PR方程法。
解：查附录2得到乙烷的特性常数为：
Tc?305.4K,pc?4.884MPa,??0.098,M?30.070
18
由T=273.15+93.33=366.48（K），p=3446kPa和Tc，pc的数值可确定对比参数如下：
T366.48p3.446?106Tr???1.20, pr???0.71 6Tc305.4pc4.884?10（1） 三参数压缩因子法
Pitzer提出的三参数压缩因子式为
Z?Z(0)??Z(1) （1）
由Tr=1.20，pr=0.71，查图2-12和图2-13，得
Z(0)=0.85 Z(1)=0.09
将?=0.098和Z(0)，Z(1)之值代入式（1），得
Z=0.85+0.098?0.09=0.8588
则乙烷在3446kPa和93.33℃下的体积为
V?ZRT0.8588?8.314?366.48? p3446?103 =0.000759（m3/mol）=0.02524（m3/kg）
计算值与文献值的相对百分偏差为
??0.02524?0.02527?100%??0.12%
0.02527（2）S-R-K方程法
已知S-R-K方程为 p?（1）
RTa(T)? V?bV(V?b) 19
其中 b=0.08664
RTcp?0.08664?8.314?305.4?45.04?10?6 c4.884?106?0.42748R2T2c(8.314?305.4)2acp?0.42748??106?0.5643 c4.884m?0.480?1.574??0.176?2?0.480?1.574?0.098?0.176?(0.098)2
=0.6246
a0.5?1?m(1?T0.51?0.6246???1?(1.20)0.5r)????0.9404
a?aca?0.5643?(0.9404)2?0.4990
为了方便求解，可将原S-R-K方程（1）表示为压缩因子Z的多项式，即 Z3?Z2?(A?B?B2)Z?AB?0 （2）
其中 A?ap0.4990?3446?103(RT)2?(8.314?366.48)2?0.1852 bp45.04?10?6B?RT??3446?1038.314?366.48?0.0509 将A，B之值代入（2）式，得
Z3?Z2?[0.1852?0.0509?(0.05092)]Z?0.1852?0.0509?0 即 Z3?Z2?0.131Z?0.0094?0 迭代求解，得
Z=0.8595 从而得到乙烷体积为 V=
ZRTp?0.8595?8.314?366.483446?103?0.00076(m3/mol)?0.02527m3/kg 故其计算值与文献值相符。 （3）P-R方程法
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