合 肥 学 院Hefei University《化工热力学》过程论文题 目:气液平衡得计算方法系 别:化学与材料工程系专 业:化学工程与工艺学 号:1303021001姓 名: 于晓飞老师: 高大明气液平衡得计算方法摘要:气液平衡计算就是化学过程中一项十分重要得计算。气液平衡得计算方法有几种,活度系数法,状态方程法(EOS 法),GEMC 与 GDI 方法计算流体气液相平衡。在气液平衡得计算中有三种泡点计算、露点计算与闪蒸计算,这里我们对闪蒸计算不做讨论。关键词:气液平衡 计算方法 GEMC GDI正文:气液平衡计算得基本公式及计算类型:相平衡得判据应用于气液平衡,即为: (i=1,2,3,…,N)式中,为混合物中组分 i 得逸度;上标 V 指得就是气相;上标 L 指得就是液相。上式既就是气液平衡得准则,有事气液平衡计算得基本公式。具体应用时,需要建立混合物中组分得逸度、与体系得温度、压力以及气液相平衡组成关系。1、1 活度系数法根据溶液热力学力论,将液相中组分得逸度与组分得活度系数相联系,简称活度系数法。对液相,由活度与活度系数得定义式得出=式中,为标准态得逸度,以取 Lewis-Randall 定则为基准得标准态,即纯液体 i 在体系得温度下得逸度。==式中,指数项称为 Poynting 因子,其意义就是压力对影响得校正。对气相将与表达式带入式中,得p= (i=1,2,…,N)式中,与分别为汽、液相中组分 i 得摩尔分数;为气相混合物中组分 i 在体系温度T,体系压力 p 下得逸度系数;为液相中组分 i 得活度系数;为纯组分 i 在体系温度 T时得饱与蒸气压;为纯组分 i 在体系温度 T 与其饱与蒸气压时得逸度系数;为纯组分 i 在体系温度 T 时液相得摩尔体积。1、2GEMC 方法计算原理GEMC 方法可同时在两个模拟盒子中进行蒙特卡罗(MC)模拟,二者相对独立,但保持热力学相关,即满足相平衡条件(压力、温度与化学势相等),其温度 T、总体积 V 与两个盒子中得总粒子数 N 保持不变、为达到相平衡,在模拟过程中需要进行 3 种不同得蒙特卡罗移动,按不同得接受概率接受,以满足相平衡条件:1)两个模拟盒得粒子分别在盒内自由移动,包括粒子得平动、转动等,以达到盒内平衡,其接受概率为 P=min[1,exp(-ΔU/kT)] (1)2)在保持总体积不变得条件下,在两个模拟盒子间进行体积得涨落,以达到两模拟盒压力相等,其接受概率为 P=min (2)3)保持粒子总数不变得条件下,在两个模拟盒子间进行粒子交换,以达到两模拟盒化学势相等,接受概率为 P=min (3)式中,U、V 与 N 分别为两...
