Плотность пара

свойства неорганических соединений
physical and thermodynamical properties
плотность насыщенного пара неорганических соединений

ПЛОТНОСТЬ НАСЫЩЕННОГО ПАРА

Стр. 8

На этой странице рассмотрено предсказание плотности насыщенного пара:

а) в интервале температур между точкой плавления и точкой кипения

б) в интервале температур между точкой кипения и критической точкой

ПЛОТНОСТЬ НАСЫЩЕННОГО ПАРА МЕЖДУ ТОЧКОЙ ПЛАВЛЕНИЯ И ТОЧКОЙ КИПЕНИЯ

Первый способ:

rп = (Р•М)/(R•Т).

Второй способ:

Давление насыщенного пара рассчитывается по уравнениям, описанным в разделе 3.

Среднеквадратичная погрешность: первый способ: ± 2 % ; второй способ: ± 4 % (исходные данные - критические параметры), ± 6 % (исходные данные - параметры точки кипения.

Обозначения:

rп - плотность пара г/см³

Т- температура расчета, К

М- молярная масса, г/моль

R- универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль. К)

Р- давление насыщенного пара, МПа

Пример расчета

Вещество: GeCl₄ (тетрахлорид германия)

Рассчитаем плотность пара при T = 330 (K).

Исходные данные: M = 214.4; P = 0.0423 при T = 330.

Первый способ:

rп = (Р•М)/(R•Т) = 0.0423*214.4/(8.314*330) = 3.3055*10^-3

Расхождение с экспериментальным значением (3.3603*10^-3) равно - 1.6 %.

Второй способ:

Давление насыщенного пара рассчитывается по уравнениям, описанным в разделе 3 (смотри пример в параграфе: расчет давления пара между точками плавления и кипения).

Если используется первая формула расчета (исходные данные - критические параметры):

Исходные данные: M = 214.4; P = 0.0435 при T = 330.

rп = (Р•М)/(R•Т) = 0.0435*214.4/(8.314*330) = 3.3993*10^-3

Расхождение с экспериментальным значением (3.3603*10^-3) равно 1.2 %.

Если используется вторая формула расчета (исходные данные - параметры точки кипения):

Исходные данные: M = 214.4; P = 0.0435 при T = 330.

rп = (Р•М)/(R•Т) = 0.0437*214.4/(8.314*330) = 3.4149*10^-3

Расхождение с экспериментальным значением (3.3603*10^-3) равно 1.6 %.

ПЛОТНОСТЬ НАСЫЩЕННОГО ПАРА МЕЖДУ ТОЧКОЙ КИПЕНИЯ И КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКОЙ

Первый способ:

rп = z/[ z_к + (1 - z_к )(1- х)^y],

z = М•Р/(R•T)

z_к=(Р_кV_к)/(R•Т_к ), x = (Т_пр)^0.7, y = 0.33(Т_пр)⁴, Т_пр=Т/Т_к

Второй способ:

Критические параметры (Р_к,V_к,Т_к ) рассчитываются через параметры точки кипения (см. раздел 1).

Среднеквадратичная погрешность: первый способ: ± 2 % ; второй способ: ± 10 % .

Обозначения:

Т- температура расчета, К

rп - плотность пара г/см³

M- молярная масса, г/моль

Т_к- критическая температура, К

V_к- критический объем, см³/моль

P_к- критическое давление, МПа

R- универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль. К)

Р- давление насыщенного пара, МПа

Пример расчета

Вещество: GeCl₄ (тетрахлорид германия)

Исходные данные: T_к = 552; V_к =330; P_к = 3.83; M = 214.4; P = 1.671 при T = 492.2

Проведем расчет для Т = 492.2

Первый способ:

z_к=(Р_кV_к)/(R•Т_к ) = 3.83*330/(8.314*552) = 0.275

z = (M*Р)/(R•Т) = 214.4*1.671/(8.314*492.2) = 0.0875

Т_пр= Т/Т_к = 492.2/552 = 0.892

x = (Т_пр)^0.7= 0.892^0.7 = 0.923

y = 0.33(Т_пр)⁴ = 0.33*0.892⁴ = 0.209

rп = z/[ z_к + (1 - z_к )(1- х)^y] = 0.0875/[0.275 + (1 - 0.275)*(1 - 0.923)^0.209] = 0.125

Расхождение с экспериментальным значением (0.127) равно 1.6%.

Второй способ:

Исходные данные: T_кип =356.2; V_кип = 124.1; M = 214.4.

Критические параметры (Р_к,V_к,Т_к ) рассчитываются через параметры точки кипения (см. раздел 1): T_к = 555.5; V_к =327.6; P_к = 3.93. Давление пара рассчитывается также через параметры точки кипения (см. раздел 3): P = 1.695 при T = 492.2.

Проведем расчет для Т = 492.2

z_к=(Р_кV_к)/(R•Т_к ) = 3.93*327.6/(8.314*555.5) = 0.279

z = (M*Р)/(R•Т) = 214.4*1.671/(8.314*492.2) = 0.0888

Т_пр= Т/Т_к = 492.2/555.5 = 0.886

x = (Т_пр)^0.7= 0.886^0.7 = 0.919

y = 0.33(Т_пр)⁴ = 0.33*0.886⁴ = 0.203

rп = z/[ z_к + (1 - z_к )(1- х)^y] = 0.0888/[0.279 + (1 - 0.279)*(1 - 0.919)^0.203] = 0.124

Расхождение с экспериментальным значением (0.127) равно 2.4%.

home