离心圧缩机在炼油装置中的应用第一節杜道基第一節第一節第一節气体的圧缩过程
1..理想气体与真实气体
理想气体又称“完全气体”(perfectgas)。是理论上假想的一种把实际气体性质加以简化的气体。人们把假想的，在任何情况下都严格遵守气体三定律的气体称为理想气体。就是说：一切实际气体并不严格遵循这些定律，只有在温度较高，压强不大时，偏离才不显著。所以一般可认为温度大于500K(227℃)或者压强不高于1.01×10^5Pa时的气体为理想气体。理想气体是一种理想化的模型，实际并不存在。实际气体中，凡是本身不易被液化的气体，它们的性质很近似理想气体，其中最接近理想气体的是氢气和氦气。一般气体在压强不太大、温度不太低的条件下，它们的性质也非常接近理想气体。因此常常把实际气体当作理想气体来处理。这样对研究问题，尤其是计算方面可以大大简化。当气体处于高压或者低温条件下，它们的状态变化就较显著地偏离气态方程，对方程需要按实际情况加以修正。修正的方法很多，过去常用的一种修正方程叫做范德瓦耳斯方程。它是以考虑分子间的相互作用以及分子本身的体积为前提，对理想气体状态方程进行修正的。22013-3-12理想气体的三大定律2.理想气体的三大定律；
1)波义耳-马畧特定律(Boyle''slaw—英语国家，Mariotte''sLaw-欧州大陆)32013-3-12理想气体的三大定律42013-3-12如果在温度相同的状态下，A、B两种状态下的气体关系式可表示成。如果在温度相同的状态下，A、B两种状态下的气体关系式可表示成。盖-吕萨克定律2)盖-吕萨克定律（Gay-Lussac''slaw）：定量、定容的理想气体，其压力与温度成正比1.。温度每升高（或降低）1℃，其压力会增加（或减少）其在0℃时压力的1/273.152.。52013-3-12查理定律3)查理定律，又称查理-盖吕萨克定律，是盖-吕萨克在1802年发布，但他参考了雅克·查理的研究，故后来该定律多称作查理定律。62013-3-12克拉珀龙方程（Clapeyronequation）3.克拉珀龙方程（Clapeyronequation）:
19世纪中叶，法国科学家克拉珀龙综合波义耳定律和查理-盖吕萨克定律把描述气体状态的3个参数：p、V、T归于一个方程，表述为：一定量气体，体积和压力的乘积与热力学温度成正比。
推导过程如下：设某气体原始状态是P1、V1、T1，最终状态为P2、V2、T2；
首先假定温度T1不变，则；P1V1===P2V’
接着假设压力P1不变，则V’/T1==V2/T2或V’==V2xT1/T2
将带入第一步，得P1V1/T1====P2V2/T2===恒量,或表示为:
PV===nRT
。该方程严格意义上来说只适用于理想气体，但近似可用于非极端情况（低温或高压）的真实气体（包括常温常压）,虽然完全理想的气体并不可能存在，但许多实际气体，特别是那些不容易液化、凝华的气体（如氦、氢气、氧气、氮气等，由于氦气不但体积小、互相之间作用力小、也是所有气体中最难液化的，因此它是所有气体中最接近理想气体的气体),在常温常压下的性质已经十分接近于理想气体。
此外，有时只需要粗略估算一些数据，使用这个方程会使计算变得方便很多。72013-3-12克拉珀龙方程（Clapeyronequation）上式中P为压强，V为体积，n为物质的量，R为普适气体常量，T为绝对温度,T的单位为开尔文(字母为K，数值为摄氏温度加273.15,如0℃即为273.15K）。n摩尔理想气体在绝对温度T，压力P下，占有体积V则
PV=nRT。
此式称为理想气体的状态方程，式中R即通用气体常数，其数值与气体种类无关，只与单位有关。因为各种真实气体在压力趋近于零时都趋近于理想气体，所以由实验测出，当温度为273.15K,圧力为1绝对大气压时，每摩尔任一气体的值都是22.414L，因此，在法定计量单位中
R=0.08205atm.L·mol-1·K-1。当p，V，n，T的单位分别采用Pa(帕斯卡)，m3(立方米)，mol，K时，R的数值为8.31。82013-3-12理想气体常数理想气体常数
理想气体常数（或称摩尔气体常数、普适气体常数）的数值随p和V的单位不同而异，以下是几种常见的表述：92013-3-12阿佛加德罗定律，4.阿佛加德罗定律，
阿伏伽德罗定律是阿伏伽德罗假说在19世纪末由气体分运动论给予理论证明后才成为定律。它被表述为：在相同的温度与相同的压力下，相同体积的气体所含物质的量相同。
在验证中人们证实在温度、压强都相同的情况下，1摩尔的任何气体所占的体积都相等。例如在0℃、压强为760mmHg时,1摩尔任何气体的体积都接近于22.4升，人们由此换算出：1摩尔任何物质都含有约6.02264691±0.6xl0^23个分子。
在工程计算中，阿佛加德罗定律常用於计算在不同的温度，圧力条件下气体体积间的换算，如标准状态下和进出口状态下之间，还可用於体积流量和重量流量间的换算。
在标准状态《温度为0℃和压强为760mmHg时,》下，1克分子的任何气体的体积为22.4升，1公斤分子的任何气体的体积为22.4立方米。102013-3-12道尔顿气体分圧定律:5.道尔顿气体分圧定律:
道尔顿（Dalton）总结了实验事实，得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和，这就是气体分压定律（lawofpartialpressure）。需要注意的是，实际气体并不严格遵从道尔顿分压定律，在高压情况下尤其如此
在组分之间不发生化学反应的前提下，理想气体混合物的总压力等于各组分的分压力之和。数学描述
为：
其中p1,p2.pn为每一个组分的分压。
结合玻意耳定律和阿伏伽德罗定律，可以推知理想气体各组分的分压之比等于其摩尔组分之比，即
其中m1,m2,mn为每一个组分的莫耳数。2013-3-12道尔顿气体分圧定律:122013-3-12理想气体的状态参数6.理想气体的状态参数：
在离心压缩机的设计选型及性能计算，试验标定中常用的气体状態参数有；
圧力：绝圧《表压加上大气压》，表压，，真空条件用mmHg表示,
圧力单位通常为:Mpa,Kpa,Bar,Kg/cm2
流量：入口流量《体积流量或重量流量》，应对应一定的状態，即相应的温度和压力，如为标准状態《温度0℃，圧强760mmHg》或入口状態《入口圧力和温度》。
流量单位通常为：Kg/h,Kg/sec,Nm3/h,Nm3/min.
温度：公制℃绝对温度KK==℃+273
英制℉绝对温度RR==℉+460
体积：公制单位为升(L)或立方米(M3)
上述四亇状態参数在圧缩过程中是会改变的，通常是圧力增高，体积减少，温度昇高。
下列气体的参数在圧缩过程中是不变的，或改变极小而可认为基本不变。132013-3-12气体分子量气体分子量:单组份气体即为气体分子量。
混合气体的(平均)分子量：混合气体的分子量等於各组分气体的分子量和该气体在混合气体中所占体积百分比的乘积之和。142013-3-12气体分子量:单组份气体即为气体分子量。
混合气体的(平均)分子量：混合气体的分子量等於各组分气体的分子量和该气体在混合气体中所占体积百分比的乘积之和。
式中M---混合气体的分子量,
M1,M2Mn----各组分气体的分子量,
X1.X2,Xn--------各组分气体在混合气体中所占体积百分比.
上式广泛用於计算混合气体的分子量。
理想气体的定压比热，定容比热和绝热指数。
气体的定压比热(等压热容)；-----Cp
气体的定容比热(等容热容)--------Cv理想气体的绝热指数。理想气体的绝热指数。
若流体工质在状态变化的某一过程中不与外界发生热交换，则该过程就称为绝热过程．用节流孔板测量气体流量时，流体流过节流孔板时发生的状态变化，可近似地认为是一绝热过程．为了在测量中能求出气体膨胀系数，就需要知道表征被测气体为绝热过程的绝热指数．若该气体可认为是理想气体，则其绝热指数K就是定压比热容与定容比热容之比，即
??????????????????K＝Cp/Cv?????????????????????????
混合气体的绝热指数:混合气体的绝热指数的计算见下式；
式中：k---混合气体的绝热指数,
yi---i组分的体积百分数，
ki---i组分的绝热指数152013-3-12公式说明:公式:理想气体的绝热指数。对于实际气体来说，绝热指数与气体的种类、所受压力、温度有关．一般地说，单原子气体的绝热指数K为1.66，双原子气体的绝热指数K为1．41．下表给出各种不同气体绝热指数较精确的数值．
由表可知在不同温度下气体的绝热指数并不相等，但在圧缩机计算中当温度相差不大時，可近似取同一数值。162013-3-12气体的绝热指数。172013-3-12(下式中绝热指数K用γ表示)理想气体的压缩7.理想气体的压缩：182013-3-12理想气体的压缩192013-3-12理想气体的压缩202013-3-12理想气体的压缩212013-3-12www.themegallery.comThankYou!232013-3-12242013-3-12252013-3-12262013-3-12 |
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