Фазовая непрерывность

Графическое представление фазовых равновесий (фазовые диаграммы). Изучение фазовых равновесий в более сложных случаях (несколько компонентов, несколько фаз) почти невозможно без применения графических методов. Равновесие в одно- и двухкомпонентных системах достаточно легко можно представить на диаграмме (или на диаграммах) в прямоугольной системе координат. Когда число компонентов системы велико, графическое представление равновесий и интерпретация фазовых диаграмм затруднены. Ограничимся разбором общих правил построения фазовых диаграмм и рассмотрим несколько простых типичных примеров. Составление диаграмм обычно основывается на принципах соответствия и непрерывности (Курнаков [21]). [c.184]

Расчет ректификации нефтяных смесей производится путем решения системы уравнений материального баланса, фазового равновесия и теплового баланса на каждой тарелке. Такой расчет называют термодинамическим расчетом и выполняют его на ЭВМ. Особенности расчета ректификации нефтяных смесей обусловлены в первую очередь непрерывным характером разделяемой смеси и специфическими требованиями, предъявляемыми к продуктам ректификации. [c.87]

Способ представления состава нефтяных смесей влияет на фор-му записи исходной системы уравнений математического описания процесса и на особенности расчета процесса ректификации. При интегральном методе представления непрерывной смеси все расчетные уравнения сохраняют свой вид, как и для дискретных смесей, если в них заменить концентрации компонентов дифференциальными функциями распределения состава смеси. Например, уравнения материального баланса и фазового равновесия при ректификации непрерывной смеси в простой колонне принимают следующий вид [c.87]

Точный термодинамический - расчет ректификации нефтяных смесей представляет довольно сложную вычислительную задачу из-за сложности технологических схем разделения, используемых в промышленности, большого числа тарелок в аппаратах, применения водяного пара или другого инертного агента, из-за необходимое дискретизации нефтяных смесей на большое число условны компонентов и вследствие нелинейного характера зависимости констант фазового равновесия компонентов и энтальпий потоков от температуры, давления и состава паровой и жидкой ф 1з, особенно для неидеальных смесей. Таким образом, основная сложность расчета ректификации нефтяных смесей заключается в высокой размерности общей системы нелинейных уравнений. В связи с этим для разработки надежного алгоритма расчета целесообразно понизить размерность общей системы уравнений, представив непрерывную смесь, состоящей из ограниченного числа условных [c.89]

Наиболее важный в технологии промышленной переработки нефти процесс однократной перегонки осуществляется непрерывным способом. Так, изменение фазового состояния нефти в трубчатой печи и секции питания нефтеперегонной колонны воспроизводит картину непрерывного однократного выкипания, схема которого приведена на рис. 11.1. [c.64]

В то время как гомополимеры и статистические сополимеры обнаруживают одну четко выраженную температуру стеклования, полимерные смеси и, в частности, ВПС имеют две температуры стеклования, соответствующие двум фазам. Интенсивность каждого перехода, очевидно, связана с композиционной и фазовой непрерывностью, в то время как смещение и расширение области перехода указывают на степень смешения на молекулярном уровне. В противоположность механическим экспериментам электронная микроскопия (см. предыдущий раздел) выявляет размеры и форму фаз, но практически не отвечает на вопрос о степени истинного смешения макромолекул. [c.213]

ДВОЙНАЯ ФАЗОВАЯ НЕПРЕРЫВНОСТЬ ВПС [c.231]

Электронно-микроскопические снимки ВПС (см., например, рис. 8.3 и 8.26, ( ), действительно указывают на двойную фазовую непрерывность. Влияние состава на модуль такой системы исследовано, например, в [212, 213]. Аналитическое уравнение Дэвиса для случая обеих непрерывных фаз может быть выражено как [c.232]

Если неподвижный зернистый слой зажать сверху сеткой, проницаемой только для газа, то перепад давления на единицу высоты слоя с повышением скорости восходящего газового потока будет непрерывно возрастать вдоль кривой ВС. Для выбранного зернистого материала, например, для катализатора крекинга нефти с частицами размером от 10 до 100 мкм, может быть получено несколько эквидистантных кривых применительно к неподвижному слою — в зависимости от плотности упаковки частиц. Для подобных зернистых материалов с малым средним размером частиц и широким гранулометрическим составом насыпная плотность может находиться в пределах от 480 до 640 кг/м . На фазовой диаграмме (рис. 1-4) кривая ОАВ соответствует неподвижному слою с наиболее рыхлой упаковкой частиц. [c.20]

Основой моделирования стохастических свойств ФХС служит метод статистических ансамблей (Гиббса), который для физической квазизамкнутой системы (энергия взаимодействия подсистем мала по сравнению с их внутренней энергией) приводит к уравнению непрерывности в фазовом пространстве [12] [c.14]

При фазовых переходах второго рода непрерывно изменяются и первые производные от энергии Гиббса по температуре и давлению, т. е. энтропия и объем. Для фазового перехода второго рода невозможно существование метастабильных состояний, и каждая фаза может существовать только в определенной температурной области. Пр)имерами фазовых переходов второго рода являются переходы жидкого гелия в сверхтекучее состояние, железа из ферромагнитного в парамагнитное состояние, металла из обычного в сверхпроводящее состояние, переход порядок — беспорядок в сплавах типа -латуни и др. [c.326]

Номера типов, приведенные в табл. 3, соответствуют числу особых точек N p. Классы помечены в соответствии с уравнением (17.10). На рис. 36 в качестве примера приведены все подтипы диаграмм класса 3.1 типа 1, число которых равно 4. Сплошными линиями здесь обозначены траектории непрерывного фазового процесса, а штриховыми — изотермо-изобары. В зависимости от ориентации траекторий фазового процесса каждому подтипу соответствует 2 антипода, а особой точке будет соответствовать минимальная или максимальная температура кипения. [c.199]

Принцип непрерывности. Если параметр, определяющий состояние системы (температура, давление, концентрация компонентов), изменяется непрерывно, то свойства системы или ее отдельных фаз тоже изменяются непрерывно, как кривая, выражающая эти изменения на фазовой диаграмме. Когда фаза возникает либо исчезает или когда меняется характер фазы, свойства системы [c.184]

Если функции f , [2, , п определены в некоторой открытой области д фазового пространства и непрерывны в этой области вместе с частными производными по Х1, Хг,. .., Хп, то система [c.23]

В аппаратах с непрерывным контактом фаз скорость массопереноса часто характеризуют высотой частных (фазовых) единиц переноса (ВЕП). Она связана с коэффициентом массоотдачи и удельной [c.51]

После насыщения нефти газом свободный газ начинает обогащаться компонентами Сг —С4. При движении фронта газа устанавливается непрерывное фазовое равновесие на границе газ — нефть. Область же за фронтом вытеснения является зоной двухфазного течения, а вблизи нагнетательной скважины образуется зона, в которой вся нефть вытеснена и растворена при непрерывной прокачке газа. В общей добыче увеличивается доля нефти, добываемой за счет растворения остаточной нефти, и это сказывается в уменьшении плотности добываемой нефти с 0,840 до [c.118]

Химические реакторы принято классифицировать по фазово-Jиy признаку реагирующих систем на гомогенные и гетерогенные, а по способу организации — на непрерывные, полунепрерывные, -Периодические и циклические [10]. [c.82]

Вертикальные пунктирные линии, берущие свое начало в точках I, А ш Р, являются линиями падения давления в пласте при постоянной температуре. В условиях пласта, соответствующих точкам / и состав жидкости, поступающей из скважины, начнет изменяться тогда, когда давление в нем достигнет фазовой оболочки. При дальнейшем падении давления этот состав будет изменяться непрерывно. Если температура в пласте выше критической [c.27]

При этом процесс перетекания газа из сосуда А в сосуд В происходит самопроизвольно, а в сосуде В происходит возрастание (несамопроизвольное) давления. Оба эти процесса идут непрерывно и взаимосвязано. Следовательно, в природе как в фазово, так и химически неоднородных системах одновременно и взаимосвязанно проходят как само-, так и несамопроизвольные процессы, которые неотделимы друг от друга. [c.40]

В окружающей нас среде можно выделить в качестве термодинамического объекта фазово-открытые системы. Это часть пространства, отделенная оболочкой от внешней среды и обменивающаяся с ней энергией и веществом. Между этими системами могут протекать само- и несамопроизвольные процессы, неотделимые один от другого. Так, например, при расширении газа (самопроизвольный процесс) в приборе Джоуля—Гей-Люссака в одной части его происходит падение давления (самопроизвольный процесс), а в другой части возрастание давления (несамопроизвольный процесс) и последний как бы создает противодействие первому, то есть оба процесса проходят одновременно, непрерывно и взаимозависимо. Также протекают процессы и в природе. Это позволяет сформулировать следующую теорему в фазово-обособленных открытых системах одновременно, непрерывно и взаимосвязанно проходят самопроизвольные и несамопроизвольные процессы, причем самопроизвольные процессы протекают с возрастанием в системе энтропии и уменьшением свободной энергии, а несамопроизвольные — с уменьшением энтропии и возрастанием свободной энергии. [c.97]

Если при каждом однократном испарении нефти происходит бесконечно малое изменение ее фазового состояния (т. е. образовавшиеся пары непрерывно отделяются от жидкой фазы), а число однократных испарений бесконечно больвюе, то такая перегонка называется перегонкой с постепенным испауением. Иногда ее называют простой перегонкой. [c.201]

При фазовом переходе второго рода энергия Гиббса изменяется непрерывно с изменением термодинамических параметров. Зависимость энергии Гиббса от температуры показана на рис. 109. [c.326]

Смеси, принадлежащие к тому или иному классу, типу и подтипу, характеризуются специфическим поведением компонентов при осуществлении фазовых процессов, например, таких, как дистилляция и ректификация [29, 44, 45]. Так, в процессе непрерывной ректификации для смесей определенного класса, типа и подтипа характерны как специфическое поведение отдельных компонентов по высоте ректификационного аппарата, так и вполне определенная последовательность выделения фракций предельно возможного состава при переходе от одной колонны к другой в технологической схеме ректификации. В реакционно-ректификационных процессах, где скорость химической реакции конечна, зона реакции, как правило, сосредоточена в какой-то части аппарата, а в остальных частях идет обычная ректификация. Полный термодинамико-топологический анализ всей диаграммы в целом дает возможность не только разместить зону реакции в наиболее благоприятных условиях относительно концентраций реагентов, но и выявить определенные ограничения по составу конечных продуктов ректификации. Эти ограничения обусловлены тем, что в случае наличия азеотропов в рассматриваемой смеси, соответствующий этой смеси симплекс составов распадается на ряд ячеек, названных областями непрерывной ректификации [29], причем каждая ячейка характеризуется предельно возможными составами конечных фракций, которые можно получить в одном ректификационном аппарате непрерывного действия. Возможные конфигурации областей непрерывной ректификации и их границ рассмотрены в работах 29, 46]. [c.194]

ИСКЛЮЧИТЬ эти источники погрешностей и обеспечить оптимальные рабочие условия. Идеальным было бы такое решение, которое обеспечивало бы измерение концентрации жидкости в колбе и конденсата пара без отбора пробы. В последнее время для этой цели стали использовать проточный рефрактометр (см. разд. 8.5). Благодаря применению такого рефрактометра Штаге с сотр. [ПО] добился уменьшения времени выхода процесса на стационарный режим в циркуляционной аппаратуре до 10 мин и менее по сравнению с несколькими часами для обычного прибора Отмера [111]. Следует отметить, что всегда выгоднее работать с возможно большим количеством жидкости в колбе, благодаря чему периодический или непрерывный отбор проб жидкости для анализа не препятствует установлению фазового равновесия. [c.88]

Рис. 8.20. Исследование фазовой непрерывности с помощью механических моделей (модули упругости при 25 °С, ВПС состава ПЭАБ/ПС) [404]

Тем не менее, полученные композиции представляют собой двухфазные системы. На рис. 6.9, а показана электронная микрофотография ПММА каркаса, полученного после отмывки из композиции ПЭВП. Хорошо видно, что удаление ПЭВП приводит к образованию высокопористого ажурного каркаса с размерами структурных элементов от нескольких нанометров до нескольких десятков долей микрометра. Аналогичная картина наблюдается и в том случае, если отмыть от композиции ПММА (рис. 6.9,6). Очевидно, что структуры, показанные на рис, 6.9, являются комплементарными и должны дополнять друг друга в композиции. Двухфазность полученных систем подтверждают и данные калориметрических исследований, согласно которым происходит изменение температуры стеклования введенного полимерного компонента или температуры и теплоты плавления ПЭВП. В то же время, при синтезе описываемых композиций образуются структуры, имеющие двойную фазовую непрерывность, так как селективная отмывка каждого из компонентов приводит к образованию непрерывного пористого каркаса, а не распаду образца на части. [c.174]

Сперлинг [614] теоретически рассмотрел условия образования доменов в ВПС с учетом степени сшивания каждого полимера, термодинамики смешения и межфазного натяжения для последовательных ВПС, где, с нашей точки зрения (экспериментальные данные отсутствуют), разделение проходит по нуклеационному мел.аш1зму, поскольку одна из сеток уже сформирована предварительно. Большое влияние на свойства ВПС оказывает существование "двойной фазовой непрерывности в области, близкой к области инверсии фаз [615—617]. Это означает, что фазы могут состоять из обоих компонентов. В конечном счете механизм фазового разделения ВПС зависит от положения фигуративной точки на фазовой диаграмме. К сожалению, получение последних для многокомпонентных систем представляет большие трудности. [c.231]

Наиболее важный в технологии переработки нефти процесс однократной иерегопки осуществляется не только в виде периодической операции, но чаще всего в промышленных условиях непрерывным способом. Так, изменение фазового состояния нефти в трубчатой печи и питательной секции нефтеперегонной колонны воспроизводит картину непрерывного однокрапгого выкипания, схема которого приведена па [c.87]

В заключение остановимся на вопросе о том, при каких условиях фазовая плоскость реакторов непрерывного действия не содержит предельных циклов, т. е. в соответствующих системах не могут возникнуть автоколебания. Воспользуемся изложенными в главе 111 результатами исследования автотермического реактора непрерывного действия, т. е. реактора, в котором отсутствует теплопередача через стенку. Система уравнений, описывающая поведение автотермического реактора, получается из (IV, 8) при X = ц, т. е. X = iijX = 1. Как было показано в главе III, положения равновесия этой системы расположены на интегральной прямой. Так как фазовые траектории не могут пересекаться, то отсюда следует, что фазовая плоскость автотермического реактора не может содержать предельных циклов [c.153]

Анализу физико-химических и термодинамических свойств компонентов и условий фазового равновесия отводится при синтезе схем первостепенная роль. По существу, на него возложены функции генерации эвристических правил на основе исследования свойств реальных смесей. На этапе анализа выявляется, во-первых, принципиальная возможность применения того или иного способа получения целевых продуктов и, во-вторых, область принципиально возможных вариантов схем (см. гл. 4). Может оказаться, что отдельные компоненты смеси образуют азеотропы, и тогда для разделения последних необходимо применять процессы типа азеотропной ректификации, экстракции и т. п. Аналогичная ситуация возникает и при наличии близкокипящих смесей, разделение которых неэффективно обычной ректификацией. С другой стороны, анализ позволяет выявить такие характеристики компонентов (склонность к полимеризации, коррозиоиность и т. п.), которые будут определять начало технологической схемы. Выявление азеотропных смесей и их составов, определение границ областей непрерывной ректификации, а также других особенностей исходной смеси есть формирование эвристических правил, исходящее из физико-химических и термодинамических особенностей смеси, и их учет приводит к значительному сокращению размерности задачи синтеза. [c.489]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология