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angelooo

银虫 (初入文坛)

[求助] aspen能否解决静态非平衡关系的热力学和PVT关系

今天在热力学书上看到一个很简单的例子,将100L氮气从T1、P1压缩成10L,温度为T2,求P2,没有相变。这是手算都能解决的题目,但我想通过aspen实现,结果却没有找到合适的方法,原因有两点:
1、aspen plus中,我目前所接触到的模块,都是存在流动的,即有流速,而这道题目是封闭系统,所以没有合适模块。
2、Aspen的PVT关系好像都是基于平衡态的,比如对于纯组分的组分分析,PT图线上的点,都是其饱和蒸汽压的PT关系,即是处于热力学稳定状态。而这道题很明显PT不存在以上对应关系,即P -T关系所对应的点不在饱和蒸汽压曲线上,否则可直接根据T2查图得到P2;该系统自由度为2,P、T可以独立变化,这类问题应该在aspen上如何解决
这是一个小问题,但由于是涉及基础数据,因此牵涉会很广泛,解决这个问题,那么封闭系统的非平衡体系pvt关系以及其热力学性质都能通过aspen得到解决。
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aspen..mydestiny
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angelooo

银虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by gyctju at 2012-05-23 15:31:58:
1. p v t之间存在关系,v已知,所以自由度为1
2. 压缩机模块就应该可以解决这个问题

恩,谢谢回复,这道题,书上的目的是要学生掌握数值积分的用法,不然已知T2V2,T1P1V1,直接用适合T1P1V1的状态方程就解出来了。我有一定程度上的误解,但这个误解对这个讨论没实质上的影响,因为问题依然存在。这样吧,来求解从T1P1到T2P2的焓变。压缩机模块我用过,但这里存在一个最根本的问题就是,所有这类模块涉及到V的都是和时间有关的流率,也就是说,设置V为100L/HR和100L/MIN都可以,但最终结果肯定是不同的。这个问题本身系统是一个封闭系统,100L的物质只是通过压力和温度变化达到另一个热力学状态,不存在流率这个说法,焓变是一个固定值。aspen应该如何解决
aspen..mydestiny
5楼2012-05-24 10:36:48
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gyctju

金虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
xiegangmai: 金币+2, 谢谢参与! 2012-05-23 22:41:46
1. p v t之间存在关系,v已知,所以自由度为1
2. 压缩机模块就应该可以解决这个问题
2楼2012-05-23 15:31:58
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gyctju

金虫 (著名写手)

我说错了,能求解,自由度为0
3楼2012-05-23 17:20:54
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臭水沟

荣誉版主 (知名作家)

化工小生

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
angelooo: 金币+3, ★★★很有帮助, 首先感谢这么支持,我看了后再给回复,谢谢 2012-05-24 10:29:48
关于PVT热力学及自由度,本人作如下分析:
1.不是ASPEN plus的PVT关系基于平衡态,而且是热力学就是基于平衡态进行研究的,传热学是研究非平衡态的!
2.自由度:
从数学模型来讲,系统总变量:
初始状态:T1,P1,V1              3个
终了状态:T2,P2,V2              3个
外界对封闭系统做功:W功    1个
封闭系统向外界放热:Q外    1个
总变量数=3+3+1+1=8

独立方程:
初始状态:P1V1T1热力学状态方程  1个
终了状态:P2V2T2热力学状态方程  1个
焓平衡方程:W功=Q外+(H2-H1) 1个
独立方程数=1+1+1=3

则自由度=8-3=5,即决策变量有5个
那么可以规定P1,V1,T1,V2,T2这个5参数即可求得P2,则正好符合题目给定的要求

3.还有提醒一下楼主,再好好思考一下这个问题——“是不是所有平衡的状态都在饱和蒸汽压曲线上?”

可能分析有错,欢迎交流~~

[ Last edited by 臭水沟 on 2012-5-24 at 00:22 ]
好好生活,勤奋科研!
4楼2012-05-24 00:12:17
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