Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Эта теория подсказывает, что при экспериментировании необходимо измерять все те величины, которые содержатся в критериях подобия изучаемого лроцееса.
Вторая теорема подобия (теорема Рябушин-ского и Федермана) устанавливает возможность представления интеграла, как функции от критериев подобия дифференциального уравнения.
На оснований этой теоремы любая зависимость между переменными, характеризующими какое-либо явление, может быть представлена в виде зависимости между критериями подобия Ki, Ki, * * • ,Kn*
f(fiuK»-->Kn)=0. (I, из)
Зависимость такого вида называется обобщенным или криг териалъным уравнением. Так как для подобных явлений критерии подобия сохраняют одно и то же значение, то и критериальные зависимости для них одинаковы.
Следовательно вторая теорема подсказывает, что результаты опыта необходимо обрабатывать в критериях подобия и зависимость между ними представлять в критериальных уравнениях.
Третья теорема подобия (теорема М. В. Кир-пичева и а. а. Гухмана) устанавливает условия, необходимые и достаточные для того, чтобы явления были подобны: подобны те явления, условия однозначности которых подобны, и критерии, составленные из условий однозначности, численно-одинаковы \
* О применении теории подобия к анализу некоторых процессов см. [6,7].
40
f
ч
fr
ГЛАВА II
1
и
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕРМОДИНАМИКИ
¦. і
¦ г
1. СИСТЕМА, ФАЗА, КОМПОНЕНТ
Любой данный объем вещества обладает рядом свойств и носит название тела. Тело или совокупность тел, мысленно обособленных от окружающих тел, называется системой; окружающие систему тела называются !внешней средой. - Если, с целью изучения, предположить, что данная система не взаимодействует с внешней средой, то такую гипотетическую систему будем называть изолированной системой. Ясно, что полная энергия такой системы не может ни возрастать, ни убывать.
Системы, в которых имеются поверхности раздела, отделяющие друг от друга части системы, отличающиеся по своим свойствам, называются гетерогенными.
Поверхность раздела характрона тем, что на ней происходит скачкообразное изменение свойств.
Системы, в которых нет поверхностей раздела, называются гомогенными.
і
Совокупность всех гомогенных частей системы, обладающих одинаковым химическим составом и одинаковыми свойствами, называется фазой.
Если фаза состоит из какого-либо одного химически индивидуального вещества, то она называется простой (или чистой) фазой; фаза же, состоящая из двуі или более индивидуальных веществ, называется смешанной.
Очевидно любая гомогенная Система представляет собой одну фазу, тогда как гетерогенная система должна состоять не менее, чем из двух фаз.
В гетерогенной системе одновременно может находиться несколько жидких и несколько тзердых фаз, но газообразная фаза (при обычных условиях) может быть только одна.
.\ 42
"і 1
1 Л
* .1
' . ' ' I
I I
T
1 * 1 Г
< -
Поясним понятие о фазе несколькими примерами:
1) система, состоящая из жидкой воды и нескольких кусков льда, является двухфазной;
2) система, состоящая только из жидкого раствора пентана, гексана и гептана—однофазна;
3) система, состоящая из практически нерастворимых жидких бензола и воды и их паров, имеет две жидкие и одну газообразную фазьь
В состав системы и ее фаз входят те или иные химические "вещества. Независимые друг от друга индивидуальные химические соединения, наименьшее число которых достаточно для •образования всех фаз системы, называются компонентами системы.
Из определения понятия компонента вытекает, что:
а) в качестве компонентов системы должны быть выбраны такие вещества, чтобы при помощи их можно было бы выразить состав каждой фазы;,
б) добавление или отнятие от системы какого-нибудь количества одного из компонентов не изменяет количества каждого из остальных компонентов системы;
в) те части системы, которые не могут иметь длительного самостоятельного существования (например, углеводородные радикалы или другие ионы) не могут приниматься в качестве компонентов системы; і
г) не обязательно, чтобы ^аждый компонент системы присутствовал во всех ее фазах;
д) если вещества, составляющие систему, химически не взаимодействуют друг с другом, то число компонентов равно числу индивидуальных химических веществ;
е) если вещества, составляющие систему, химически взаимодействуют друг с другом, /в результате чего между ними устанавливается химическое равновесие, то число компонентов равно числу индивидуальных) химических веществ, минус число протекающих обратимых /реакций..
Понятие о компоненте поясним следующими двумя примерами:
1) двухфазная система из воды и водяного пара является
и ___ _ и
однокомпонентнои системой;
2) водный раствор хлористого калия является двухкомпо-
*J_______ _ и
нентнои системой, несмотря на наличие в растворе ионов K+ и Cl -
2. ПОНЯТИЯ О СОСТОЯНИИ СИСТЕМЫ И ТЕ^МОДИНХМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
г
Совокупность физических свойств системы характеризует -ее состояние^
Различают равновесные и неравновесные состояния систем.
42
Если между отдельными частями системы имеется возможность теплообмена и диффузии и при эгом свойства системы остаются неизменными сколь угодно долго, причем отсутствуют внешние процессы, поддерживающие эту неизменность свойств, то говорят, что система находится в состоянии термодинамического равновесия (или кратко—в состоянии равновесия).
