Поведение многокомпонентных систем критической области

Особенности фазовых переходов в многокомпонентных системах

Лекция №19

Р₂>P₁

Этан + нормальный гептан

С появлением в системе 2-х и более компонентов на диаграмме состояния также выделяются 3 области

1. Газовая

2. Двухфазовая обл.

3. Жидкая

Наблюдаются след-ие особенности:

1. переход газа в жидкость происходит при высоких давлениях, поэтому давления точек кипения (парообразования) таких систем выше давления точек конденсации. Причина: в начале переходят в жидкое состояние мол-лы наиболее тяжелых УВ-ых газов и только в точке кипения переходят в жид-ть легкие компоненты газа.

След-но, в двухфазной области состав жидкой и газовой фаз постоянно меняется в зависимости от давления и V системы.

2. если для однокомпонентного газа критическая точка С хар-ся самыми высокими значениями Р и t-ры, выше кот. одновременное сущ-ие 2-х фаз невозможно, то для многокомпонентных систем в зоне пересечения кривых точек кипения и точек конденсации могут существовать две фазы даже при t-ах и Р-иях превышающих критического значения.

Для многокомпонентных систем

Т₁<T₂<T₃<….<T_i и т.д.

Из рис. 3 следует, что Р и t-ра в критической точке С не наибольшие, при кот. возможно еще сущ-ние обеих фаз. В области выше критической с изменением t и Р в многокомп-ой системе происходит необычные фазовые превращения, чтобы убедиться в этом рассм. изобарическое (Р=const) увеличение V насыщ-ой газом жидкости по линии ЕF из-за повышения t-ры от Т₂ до Т₄.

В точке Е с увеличением t-ры жидкость закипает, т.е. появляется газовая фаза. С ростом t-ры в нач. V газ. фазы увеличив-ся, но при дальнейшем увеличении t-ры V газ. фазы, достигнув мах вновь начин. уменьшатся. В точке F также как в точке Е, лежащей на кривой парообразования содержащие газ. фазы = 0.Необычные процессы испарения и конденсации возможны и при t-ах выше критических (Т_с).

Так при изотермическом расширении от точки Н до точки М, расположенных на линии точек начала конденсации, система проходит двухфазную область.

Кол-во конденсата также в начале увеличивается, а затем пройдя мах исчезает, т.е. в точке М, лежащей на кривой конденсации, так и в точке Н весь конденсат вновь переходит в газовую.

Наивысшие значения Р и t-ры, при кот. жидкость и газ могут сущ-ть в равновесии наз. соответственно криконденбар и крикондентерм.

Рассм-ые процессы наз. процессами обратного или ретроградного испарения и конденсации, а области где наблюдаются ретроградные явл-я н6аз. ретроградными областями. Расположение критич. точек вдоль границы двухфазной обл-ти может меняться в зависимости от состава УВ-ых вещ-в в смеси. На практике наблюдаются следующие виды диаграмм в зависимости от состава УВ-ых вещ-в, а значит и расположения критич. точек С.

рис. 4

рис. 5

Рассмотрим рис. 4:

АDC- кривая парообразования (кипения)

bNC- кривая конденс-ции (точек росы)

Кр. точка С расположена м/у мах давления (Р^/) и t-рой (Т^/).Область аDC- обл.ретроградного изобарического парообразования. Обл. BNC- обл. ретроградной изотермической конденсации.

Дата добавления: 2013-12-12