THERMODYNAMICS
Chương 6
CÂN BẰNG LỎNG HƠI
GV: TS. Huỳnh Quyền
HV: Phan Thị Dạ Thảo
Nội dung chính:
6.4- Các dạng bài toán trong cân
bằng lỏng hơi
6.5- Giải thuật tính toán
6.6- Độ hoà tan của thành phần hơi
trong pha lỏng
2
6.4- Các dạng
bài toán
trong
cân bằng
lỏng hơi
6.4- Các dạng bài toán cân bằng lỏng hơi
1. Xác định các đại lượng mô tả đặc tính của hỗn
hợp sau khi đã tách thành 2 pha: lỏng và hơi
2. Xác định mối quan hệ giữa các đại lượng để từ
đó xác định số bậc tự do của hệ.
Xét một hỗn hợp gồm n cấu tử, số mol mỗi cấu
tử là Ni
 Thành phần mol của mỗi cấu tử trong hỗn
hợp zi
4
6.4- Các dạng bài toán cân bằng lỏng hơi
Để xác định các tính chất của hỗn hợp, ta cần biết
các giá trị:
•

2 + 2 – 2 = 2
 Trong 4 thông số nhiệt động: nhiệt độ, áp suất,
thành phần pha lỏng và thành phần pha hơi thì chỉ
có 2 thông số là độc lập.
7
6.4.1- Cho biết T/P và phần bay hơi
•
Từ phần bay hơi tính số mol mỗi pha NL và NV
(do đã biết tổng số mol)
•
Các giá trị cần tính: P/T và thành phần của mỗi
pha (xi, yi)
8
6.4.2- Cho biết T và P
•
Các giá trị cần tính: số mol và thành phần của
mỗi pha NL và NV , xi, yi
•
Cách tính: dựa vào cân bằng vật chất và điều
kiện cân bằng
•
Không áp dụng cho hệ đẳng phí
9
6.4.3- Cho biết tính chất nhiệt động
•
Ngoài thông số về nhiệt độ/áp suất, dữ liệu bài
toán có thể được bổ sung bằng các tính chất
nhiệt động của hệ.
•
Tương tự như bài toán yêu cầu tính áp suất

phương trình:

Tính hệ số cân bằng, thành phần pha hơi và ∑
Ki xi

Tiến hành tính lặp đến khi ∑ Ki xi = 1 với
6.5.1.1- Xác định áp suất điểm sôi
(đã biết nhiệt độ)
14
•
Vì hệ số hoạt độ phụ thuộc vào nhiệt độ nên
trong trường hợp này, ta sẽ giả thiết 2 giá trị
nhiệt độ:
o
Nhiệt độ sôi của chất dễ bay hơi hơn
giảm 20ºC (để tránh điểm đẳng phí)
o
Nhiệt độ sôi của chất khó bay hơi hơn,
cộng thêm 20ºC.
•
Ứng mỗi nhiệt độ giả thiết, ta cũng tính lặp ∑
Kixi đến khi nào ∑ Kixi = 1
6.5.1.2- Xác định nhiệt độ điểm sôi
15
6.5.2- Xác định điểm sương (dew point)
•
Thành phần mỗi cấu tử pha hơi được xem như
bằng với thành phần tương ứng trong hỗn hợp:
yi = zi
•

lỏng và pha hơi:
6.5.3- Partial Vaporization
19
•
Mặt khác, ta có:
•
Nếu chia cả tử và mẫu của phương trình trên
cho ∑Ni và sử dụng định nghĩa của phần bay
hơi FV:
6.5.3- Partial Vaporization
20
Đây chính là điều kiện để dừng vòng lặp.
•
Trong trường hợp khí lý tưởng, hệ số cân bằng
của bất kỳ cấu tử nào trong hỗn hợp đều chỉ phụ
thuộc vào tính chất của bản thân cấu tử đó, nhiệt
độ và áp suất; không phụ thuộc vào cấu tử khác
cũng như thành phần của mỗi pha lúc cân bằng.
6.5.4- Áp dụng cho khí lý tưởng
21
•
Trong trường hợp áp suất hơi của các cấu tử đều
thấp thì ta có thể viết lại:
•
Xét hỗn hợp cân bằng mol gồm propane và n-
pentane (bảng 6.1)
•
Tính áp suất điểm sôi và điểm sương của hỗn
hợp ở 300K
Các bước giải ví dụ 6.2 (p197)