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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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臭水沟

荣誉版主 (知名作家)

化工小生

【答案】应助回帖

ASPEN PLUS处理封闭系统有很大的缺陷,毕竟它是定义在“Process”之上,而且还是通用型,所以如果想要处理一些通用型软件无法解决的问题,可以想着自己动手开发~~

其实,两年前我也思考过这个问题,一个月前也讨论过相关问题,与楼主分享一下。
通过ASPEN PLUS模拟封闭系统的压缩过程,往往是需要温度、压力这些数据,但实际情况是我们正想通过模拟得到这些数据,因此是一对矛盾。

但实际情况是,我们又可以通过手算求得。这充分说明了ASPEN PLUS在这方面的弊端,但话又说回来,ASPEN PLUS主要是处理工艺流程的,用它处理这种偏理论研究的方面的东西无多大实际意义。

在这里提醒大家一下,不要什么过程都想着用ASPEN模拟,要先分析是否可行。

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

好好生活,勤奋科研!
9楼2012-05-24 14:07:14
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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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