用SRK方程与PR方程求算双组分混合气体热力学性质.pdf

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1、２０１３年第１期（总第１２９期）５９用ＳＲＫ方程与ＰＲ方程求算双组分混合气体热力学性质＊于志家，杨筱恬（大连理工大学化工与环境生命学部，辽宁大连１１６０２４）［摘要］流体热力学性质的计算是化工热力学中的一类重要计算，立方型方程经常用于这类计算中。ＳＲＫ方程与ＰＲ方程是在ＲＫ方程基础上发展而来的，具有比ＲＫ方程更好的计算精度。但现有教材中没有给出ＰＲ方程和ＳＲＫ方程的剩余焓、剩余熵的计算公式，缺失了流体热力学性质计算的系统性。本文通过立方型状态方程的一般形式推导出ＰＲ方程和ＳＲＫ方程的剩余焓、剩余熵的计算公式，利用Ｅｘｃｅｌ电子表格计算双组分混合气体的热力学性质。计算过程简捷明了，利于学

2、生更好地理解混合物热力学性质的计算过程。［关键词］化工热力学；流体热力学性质；气体混合物；ＳＲＫ方程；ＰＲ方程；ＥｘｃｅｌＴｈｅＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒＢｉｎａｒｙＭｉｘｔｕｒｅｓｏｆＧａｓｅｓｗｉｔｈＳＲＫａｎｄＰＲＥｑｕａｔｉｏｎｓＹｕＺｈｉｊｉａ，ＹａｎｇＸｉａｏｔｉａｎＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｌｕｉｄｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｉｎＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ．Ｔｈｅｃｕｂｉｃｅｑｕａｔ

3、ｉｏｎｓｏｆｓｔａｔｅａｒｅｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｕｓｅｄｆｏｒｓｕｃｈｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．ＳＲＫｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄＰＲｅｑｕａｔｉｏｎａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎＲＫｅｑｕａｔｉｏｎｓａｎｄｃａｎｇｅｔａｂｅｔｔｅｒａｃｃｕｒａｃｙ．Ｂｕｔｉｎｐｒｅｓｅｎｔｔｅｘｔｂｏｏｋｓ，ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｅｎｔｈａｌｐｙａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｅｎｔｒｏｐｙｗｉｔｈＰＲｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄＳＲＫｅｑｕａｔｉｏｎ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｔｈｅｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｎｅｓｓｉｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅ

4、ｔｈｏｄｏｌｏｇｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｄｅｒｉｖｅｒｅｓｉｄｕａｌｅｎｔｈａｌｐｙａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｅｎｔｒｏｐｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｏｆＰＲｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄＳＲＫｅｑｕａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｃｕｂｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓｔａｔｅ．ＷｉｔｈＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌｓｐｒｅａｄｓｈｅｅｔ，ｔｈｅｒｍｏｄｙ－ｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｂｉｎａｒｙｇａｓｅｏｕｓｍｉｘｔｕｒｅａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ＴｈｅｕｓｅｏｆＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌｅｎａｂｌｅｓｔｈｅｃａｌｃｕ－ｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｐ

5、ｌｅａｎｄｉｎｔｕｉｔｉｖｅ，ａｎｄｈｅｌｐｓｓｔｕｄｅｎｔｓｂｅｔｔｅｒｉｎｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ；Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；Ｂｉｎａｒｙｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｓ；ＰＲｅ－ｑｕａｔｉｏｎ；ＳＲＫｅｑｕａｔｉｏｎ；ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ化工热力学是化学工程学科的一个重要分支，是学生必修的专业基础课程，它上接物理化［作者简介］于志家（１９５６－），男，副教授，博士，化学工程系副主任，教研室主任。＊本文受大连理工大学教改基金资助，

6、项目编号：ＺＤ２０１２０６。６０用ＳＲＫ方程与ＰＲ方程求算双组分混合气体热力学性质学、高等数学和计算机软件，下联分离工程、反应能强大的电子表格管理软件，它可以帮助用户分工程和化工设计等课程，为化学工程其他学科的析和计算各种类型的数据。本文拟对Ｅｘｃｅｌ在化发展提供重要的概念、模型、基础数据和计算方工双组分混合气体的热力学性质的计算做以法，在工程化教育的实施过程中担负着特殊使探讨。［１，２］命。化工热力学的教学效果与学生对知识的一、应用ＰＲ方程与ＳＲＫ方程求算流体的剩掌握程度，直接反映高校化工人才的素质。余焓与剩余熵流体热力学性质计算是化工过程计算的基Ｓｍｉｔｈ在已发表的立方型状态方程中

7、，总结［３］础，在实验研究和化工设计中具有重要作用。立出了立方型方程的一般表达式：方型方程经常用于流体热力学性质计算中。ＲＴａ（Ｔ）Ｐ＝－（１）Ｖ－ｂ（Ｖ＋∈ｂ）（Ｖ＋δｂ）ＳＲＫ方程与ＰＲ方程是在ＲＫ方程基础上发展而２２来的，具有比ＲＫ方程更好的计算精度。但在现其中ａ（Ｔ）＝Ψα（Ｔｒ）ＲＴｃ，ｂ＝ΩＲＴｃ，Ｐｒβ＝ΩＰｃＰｃＴｒ有教材中没有给出ＰＲ方程和ＳＲＫ方程的剩余对不同的立方型方程，各参数如表１。焓、剩余熵的计算公式，缺失了流体热力学