文档介绍：第 8 章物性数据的估算
本章目的
了解物性数据估算的必要性及主要实用方法,并通过几个物性了解这些方法的使用。
本章主要内容
(1) 估算的必要性及要求
(2) 对比态方法。从两参数到多参数的发展
(3) 基团(贡献)法。出发点、发展和分类
(4) (沸点、临界性质)基础物性的估算
(5) 不同温度下蒸气压的估算
(6) 各种蒸发焓的估算
(7) 不同温度下纯气体粘度的估算
估算的必要性及要求
化工数据以实验值最可靠,当不同作者对同一物性给出不同值时,要进行数据评价。对
数据评价时可用“质量码”,经数据评价的数据有更大的可靠性。
经评价的数据大都集中在数据手册中。要注意不是靠一本手册或一套手册就能查到所有
的数据。数据手册有专用性,即一类或同类物性集中在一本或一套手册中。
由于化学工业中化合物品种极多,更要考虑不同温度、压力和浓度下,物性值的变化。
实测值远远不能满足需要,估算求取化工数据成为极重要的方法。
一个良好的估算方法应该是:
(1) 误差小,同时要注意不同物性项目对误差要求不同
(2) 尽量少用其他物性参数
(3) 计算过程或估算方程不要太复杂
(4) 估算方法要尽可能具有通用性,特别是关注对极性化合物使用的可能性。
(5) 具有理论基础的方法常常有更好的发展前景。
对比状态法
两参数法
对比状态法从 p-V-T 关系开始,van der Waals 方程:
φ()pr ,Tr ,Vr = 0 (8-2)
s
提供了压缩因子(Z)的估算方法,并发展为估算蒸气压(p )、蒸发焓( ∆V H )、焓差
id id id
( H − H )、熵差( S − S )、热容差(C p − C p )、逸度系数(φ)等一系列热力学性
质的计算。此法使用方便,但主要用于计算气相。
三参数法
加入第三参数可更好地反映物质的特性,因此在 p-V-T 及其他各种热力学性质计算
中更准确、更常用的三参数是偏心因子(ω)和临界压缩因子(Zc)。使用ω和 Zc 后,有关
液相的计算更加准确了。
用ω作为第三参数时,作为标准的是球形流体(Ar、Kr、Xe),后者的ω为零。Lee-
Kesler 是三参数法的一种改进,选择两种参考流体的方法更准确些。但复杂得多。
使用沸点参数的对比态法
s
沸点(Tb)反映物质的特性,因此可作为特殊的第三参数使用,例如在 p 的计算中
⎛ 1 ⎞
s ⎜⎟(8-5)
ln pr = h⎜1−⎟
⎝ Tr ⎠
ln()pc /
h = Tbr (8-6)
1− Tbr
Tb
Tbr = (8-4b)
Tc
pv
pvr = (8-7)
pr
使用第四参数(极性参数)的对比态方法
加入极性参数(第四参数)可进一步改进对比状态法,但至今未有广泛被接受的第四参
数,目前已使用过的有以偶极矩为基础的,或以ω及 ps 为基础的。第四参数法虽有优点,
但还未成为一个适用于各种物性计算的方法。
使用第五参数(量子参数)的对比态法
一般的对比状态法不适用于量子气体(H2、He)等,