ЗАДАЧА 3. Расчёт теплопроводности многокомпонентных жидкостей.
Уравнение Ли
lсм = S S ФIФJ lIJ (3)
i j
где ФI ,ФJ - объёмные доли компонентов i и j соответственно;
lIJ = 2/(lI-1+lJ-1);
lI,lJ - теплопроводности компонентов i и j соответственно.
Для бинарных смесей
lсм = Ф12l1 + 2 Ф1Ф2l12 + Ф22l2 (3а)
2
l12 = --------------
1/l1 + 1/l2
Примечание: уравнение Ли даёт вполне удовлетворительные результаты для систем, не характеризуемых резким экстремумом теплопроводности (концентрированных растворов кислот, щелочей, солей и т.п.)
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 8.417-2002. Единицы величин.
2. РМГ 29-99. Метрология. Основные термины и определения.
3. Физическая химия. /под ред К.С. Краснова – Учебник для ВУЗов. – в двух томах. – М.: Высшая Школа. – 2003.
4. Киреев В.А. Методы практических расчётов в термодинамике химических реакций. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1975. –535 с.
5. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика. 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Химия, 1975. – 584 с.
6. Панченков Г.М., Лебедев В.П. Химическая кинетика и катализ. Учебное пособие для ВУЗов. 3-е изд., испр. и доп.- М.: Химия, 1985. –592 с.
7. Жоров Ю.М. Кинетика промышленных органических реакций. Справ. Изд.- М.: Химия, 1989. – 384 с.
|
|
|
8. Эфрос Л.С., Горелик М.В. Химия и технология промежуточных продуктов. –Л.: Химия, 1980. – 544 с.
9. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учебник для ВУЗов. – М.: Химия, 1988. – 592 с.
10. Потехин В.М., Потехин В.В. Основы теории процессов органического синтеза и нефтехимии : Учебник для ВУЗов. – СПб.: Химия, 2005. – 891 с.
11. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – 11-е изд., перераб. и доп. – СПб.:Химия, 2004. – 576 с.
12. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М., Курочкина М.И. Расчёты процессов и аппаратов химической технологии. – СПб.: Химия, 1994. – 374 с.
13. Физические величины. Справочник /под ред. И.С. Григорьева и Л.З. Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 1071 с.
14. Справочник химика /под ред. Б.П.Никольского. – Т. I.- М.-Л: Химия, 1971. – 1072 с.
15. Справочник химика /под ред. Б.П.Никольского. – Т. III.- М.-Л: Химия, 1969. – 1054 с.
16. Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г. Химическая термодинамика органических соединений./ пер. с англ. В.А.Левицкого и В.М.Сахарова. - М.: Химия, 1971. – 807 с.
17. Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л., Термодинамические константы веществ. Справочник. М.: Химия, 1971. – 392 с.
|
|
|
18. Рябин В.А., Остроумов М.А., Свит В.Ф. Термодинамические свойства веществ. Справочник.- Л.: Химия, 1977. – 392 с.
19. Рид Р., Шервуд Т., Праусниц Д. Свойства газов и жидкостей /пер. с англ. под ред. Б.И.Соколова – Л.: Химия, 1982. – 592 с.
20. Краткий справочник физико-химических величин/под ред. К.П.Мищенко и А.А.Равделя. 3-е изд. - Л: Химия, 1989. – 254 с.
21. Морачевский А.Г., Сладков И.Б. Физико-химические свойства молекулярных неорганических соединений: Справ. Изд. - 2-е изд., перераб. и доп.- СПб.: Химия, 1996. –312 с.
22. Перри Д. Справочник инженера-химика/пер. с англ. под ред. Н.М. Жаворонкова и П.Г. Романкова. – в двух томах. – М.-Л.: Химия. 1969.
.
Задача.Рассчитать QСГ для серии замещённых бензолов. QСГ(бзл) = 3273 кДж/моль. Сравнить расчётные значения с измеренными.
| Вещество | DС | DН | DР | DSzI | QСГ, кДж/моль | ||
| Расч. | Измер. | Разница | |||||
| Толуол РhMe ж. | +1 | +2 | 0 | -14,7 | 3912,9 | 3908,7 | +4,2 |
| Стирол ж. | +2 | +2 | 0 | 27,2 = 54,4-27,2 | 4391,3 | 4395,3 | -4,0 |
| Этилбензол ж. | +2 | +4 | 0 | -14,7 | 4567,5 | 4558,0 | +9,5 |
| Стильбен Ph-НС=СН-Ph ж. | +2 | 0 | 0 | 54,4-2х27,2=0 | 7418,8 | ||
| Фенилацетилен | +2/0 | 0/-2 | 0 | 193-27,2= 170,8/-27,2 | 4316,6 4333 | 4285,2 | +31,4 |
| Нафталин тв. QПЛ =18,8 | +4 | +2 | 0 | ||||
| Хлорбензол ж. QПЛ =9,61 | 0 | -1 | -1 | -27,2 | 3027,6 | ||
| Бензилхлорид ж. (в знаменателе: по толуолу) | +1 0 | +1 -1 | -1 -1 | 27,2 -14,7 = 17,5 27,2 | 3721,9 3717,7 | 3708,7 | +13,2 +9,0 |
| Коричный спирт т. | |||||||
| Бензиловый спирт ж. (Тл) | 0 | 0 | -2 | 54,4 | 3744,5 | 3741,7 | +2,8 |
| Фенол т. QПЛ =11,3 | 0 | 0 | -2 | 14,7 | 3058,1 | 3053,5** | +4,6 |
| Анизол PhOМе ж. | +1 | +2 | -2 | 81,7 | 3791,1 | 3786,9 | +4,2 |
| Фенетол PhOEt ж. | +2 | +4 | -2 | 81,7 | 4445,7 | 4436,3 | +9,4 |
| Бензальдегид ж. | +1 | 0 | -2 | 33,3 | 3524,5 | 3520,0 | +4,5 |
| Бензил (дибензоил Ph-CO-CO-Ph) т. QПЛ = 19,5 | +2 | -2 | -4 | 54,4 | 6799,2 | 6797,3 | +1,9 |
| Бензойная к-та т. QПЛ =17,3 | +1 | 0 | -4 | 3231,0 | |||
| Нитробензол ж. | 0 | -1 | -1 | 54,4 | 3109,2 | 3092,8 | +16,4 |
| Анилин ж. | 0 | +1 | 0 | 27,2 | 3409,3 | 3410,0 | -0,7 |
| Бензиламин ж. | 0 | +1 | 0 | 54,4 | 4072,2 | 4056,0 | +16,2 |
| Бензонитрил ж. | +1 | -1 | 0 | 69,1-27,2= 41,9 | 3642,2 | 3621,0 | +21,2 |
| Бензанилид | 6591,9 | ||||||
| Ацетофенон тв. QПЛ = 17,5 | +2 | +2 | -2 | -27,2 | 4118,6/ 4136,1* | 4137,6 | -1,5 |
**Рассчитано по теплоте образования [Qf(тв) =164,85 кДж/моль] и теплотам сгорания элементов [QСГ (эл)=3218,5 кДж]
|
|
|
|
|
|
Задача 3.1.: рассчитать теплопроводность 50% по объёму (45% масс.) водного ацетона при температурах 0; 20; 40; 60 ОС.
Ф1 = Ф2 = 0,50.
Расчётная формула приводится к виду lсм = (l1 + 2 l12 + l2 )/4
| t ОС | l1, Вт/м.К | l2, Вт/м.К | l12, Вт/м.К | lсм, Вт/м.К |
| 0 | 0,171 | 0,551 | 0,261 | 0,311 |
| 20 | 0,161 | 0,599 | 0,254 | 0,317 |
| 40 | 0,151 | 0,634 | 0,244 | 0,318 |
| 60 | 0,142 | 0,659 | 0,234 | 0,317 |
Задача 3.2.: Рассчитать теплопроводность 50% по объёму (52% масс.) водной уксусной кислоты при температурах 0; 20; 40; 60; 80 и 100 ОС.
Ф1 = Ф2 = 0,50.
Решение - аналогично задаче 3.1.
Расчётная формула приводится к виду lсм = (l1 + 2 l12 + l2 )/4
| t ОС | l1, Вт/м.К | l2, Вт/м.К | l12, Вт/м.К | lсм, Вт/м.К |
| 0 | 0,185 | 0,551 | 0,276 | 0,326 (0,327) |
| 20 | 0,179 | 0,599 | 0,275 | 0,334 |
| 40 | 0,173 | 0,634 | 0,272 | 0,338 |
| 60 | 0,167 | 0,659 | 0,266 | 0,340 |
| 80 | 0,161 | 0,675 | 0,260 | 0,340 |
| 100 | 0,156 | 0,683 | 0,254 | 0,336 |
Задания.Рассчитать удельные теплоёмкости (на выбор): бензола, ацетона, этанола, уксусной кислоты, нитробензола, хлорбензола в диапазоне температур до 100ОС. Сравнить с результатами расчёта по номограмме в задачнике Романкова.
Задание: рассчитать DНVb для тетрахлорметана, уксусной кислоты и этилацетата.
| Вещество | tКИП | Tb, | tКР | TКР, | Trr | PКР,* | DНVb, кДж/моль | |
| OC | К | OC | К | Мпа | расчёт** | эксп. | ||
| Тетрахлорметан | 76,75 | 349,91 | 283,2 | 556,36 | 0,653 | 4,40 | 29,86/31,72 | 29,96 |
| Уксусная кислота | 118,1 | 391,26 | 321,6 | 594,76 | 0,658 | 5,79 | 33,75/39,60 | 39,45 |
| Этилацетат | 77,15 | 350,31 | 250,2 | 523,36 | 0,669 | 3,87 | 29,90/32,14 | 32,25 |
Примечания: * 1 МПа = 9,8692 атм.
** В числителе - по формуле Кистяковского; в знаменателе - Риделя.
Задание 1: рассчитать значения отношенияDНVТ / DНVb = Ф(Т) для уксусной кислоты при температурах 30, 60, 90; 120; 160; 200; 250 и 300 ОС.
Trr =0,658; TКР=594,76 К; b = 0,16.
| t ОС | 30 | 60 | 90 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 |
| Т, К | 303,16 | 333,16 | 363,16 | 393,16 | 433,16 | 473,16 | 523,16 | 573,16 |
| Tr | 0,510 | 0,560 | 0,611 | 0,661 | 0,728 | 0,796 | 0,880 | 0,964 |
| DНVТ/DНVb | 1,180 | 1,12 | 1,059 | 0,997 | 0,916 | 0,822 | 0,672 | 0,426 |
| DНVТ, кДж/моль | 46,53 | 44,18 | 41,78 | 39,32 | 36,14 | 32,44 | 26,53 | 16,83 |
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 468; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!