ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ПРИ РАСЧЕТЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ из "Инженерные методы расчета физико-химических свойств веществ" При расчете химико-технологических процессов необходимо учитывать изменение физико-химических свойств веществ У (плотности р, вязкости /и, теплоемкости с, энтальпии Я, энтропии 5 и других свойств) при перемещении технологических потоков по аппаратам установки (реакторам, массообменньш, теплообменным и гидромеханическим аппаратам, трубопроводам и другим устройствам) при изменении технологических параметров X, в первую очередь температуры Т и давления Р. Основными особенностями рассматриваемой проблемы является, с одной стороны, широкий диапазон изменения параметров процесса (температура процессов химической технологии лежит в пределах нескольких сот градусов, давление - от глубокого вакуума до тысячи и более атмосфер), с другой - многообразие веществ, используемых и получаемых в химических процессах - десятки тысяч индивидуальных компонентов и их смесей. Естественно, что экспериментально определить и зафиксировать в справочной литературе сведения о многочисленных физико-химических свойствах разнообразных веществ в широком диапазоне параметров невозможно. В связи с этим физико-химические свойства веществ обычно фиксируются в справочной литературе при условных стандартных значениях параметров Г и Р, как правило, температуре 273 К и давлении 1 атм, а для, иных значений параметров Т а Р формируются зависимости типа = / X). [c.4] Гамютьтониан Я характеризует общую энергию системы и является суммой энергий отдельных частиц. Это положение позволяет рассчитывать для молекулы не только физико-химические свойства энергетического характера, но и по аналогии, как это будет показано далее, и для расчета большинства иных свойств веществ. [c.6] Сравнение данных табл. 1.1 и рис. 1.1 показывает, что определение плотности вещества по графику имеет погрешность на уровне 10 г/см тогда как экспериментальные данные, введенные в таблицу, имеют погрешность менее. 1 г/см . [c.7] Пример 1.1. Имеются опытные данные по зависимости плотности р бензола в жидкой фазе от температуры Г (табл. 1.2). Выразить эту зависимость в форме уравнения р - / Т). [c.10] Расчет системы уравнений дает А = 900.0, В = -1.065 к V - / X) в явной форме приобретает вид / = 900.0-1.0657 . Для проверки правильности рещения задачи формирования зависимости = / Х) и оценки погрещности расчета плотности подстановка из табл. 1.2 температур О, 20, 40, 60 и 80 С дает расчетные значения плотности соответственно 900.0, 878.7, 857.4, 836,1 и 814.8 г/см с максимальной погрещностью расчета плотности 0.6 г/см или 0.07 %. [c.11] Д- универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/моль градус). [c.11] Если К = /(Т) описывается уравнением Аррениуса, то определить значения кЕ. [c.11] Для проверки правильности решения задачи и оценки пофешности расчета константы скорости реакции подстановка из табл. 1.3 температур 373, 473, 573, 673 и 773 К дает расчетные значения констант скорости реакции соответственно 0.055, 0.4069, 1.49, 3.72 и 7.32 с с максимальной пофешностью расчета константы К при 773 К 1.11 с или 13.2 % отн., что вполне приемлемо для расчетов констант при существенном разбросе опытных точек вокруг линейной анаморфозы уравнения Аррениуса (рис. 1.3,6). [c.13] При расчете зависимости физико-химических свойств веществ У от параметров химико-технологической системы X на основе таблиц, помещенных в справочной литературе, определение У - /(X) может затрудняться тем, что необходимое значение параметра X в таблице не приводится. В этом случае расчет У - / X) выполняется методами линейной (У = /(Х)), парной (Г = /(Х,,Хз)) или множественной ((К =/(ХрХз.Х.)) корреляции. В этих методах выполняется линеаризация нелинейной зависимости У = /(X) в диапазоне значений параметра Х,-Х , , на границах которого в таблице зафиксированы значения физико-химического свойства вещества и (рис. 1.4). [c.13] Заданное для решения задачи значение параметра. V, естественно, должно лежать в диапазоне табличных значений параметра . [c.14] змлнноЕ приведены в таблице (табл. 1.4), то проводится парная корреляция, при этом вначале выполняют, например, решение задачи линейной интерполяции в диапазоне табличных значений параметра X, -X, J по величине Х2,з,щанное по строке таблицы ЛГ,, по схеме а) табл. [c.14] Примечание. Индексы у параметра X,, (в описании строк таблицы) -номер параметра и номер строки индексы у параметра X J (в описании столбцов (граф) таблицы) - номер параметра и номер столбца индексы у параметра У, (в описании свойства в теле таблицы) - номер строки и номер столбца. [c.15] - энергия структурного элемента одного вида в молекуле. [c.16] С учетом первого окружения данного атома другими возможными атомами число вариантов специфических по энергетике разновидностей данного атома стремительно возрастает и становится равным уже нескольким сотням. В качестве иллюстрации в табл. 1.6 введены виды атомов с учетом первого окружения только для алканов. [c.18] Классификация молекул по связям значительно разнообразнее и детальнее, чем по атомам (табл. ]. 7). [c.19] Всего для ациклических углеводородов возможно тринадцать вариантов связей без учета их окружения, в том числе в алканах встречаются только 1 и 4 виды связей, в алкенах и полиенах -1,2,4,5,7,8,9,13 вущы связей, в алкинах и полиинах 1,3,6,11,12 виды связей. При учете окружения анализируемых связей другими связями в анализ вовлекается все большее число связей молекулы (рис. 1.5). [c.20] Ниже в табл. 1,8 приведены варианты учета связей первого окружения для алканов (связь алканов без окружения приведена в табл, 1.7 ( 4-я строка). [c.21] Необходимо отметить, что расчет физико-химических свойств веществ по атомам и связям дает несколько бессистемно несовпадающие между собой, но достаточно точные результаты. В качестве примера в табл. 1.9 даны результаты расчета теплоты сгорания ряда углеводородов по связям с первым окружением и по атомам с первым окружением. [c.22] Вернуться к основной статье