Giản Đồ Pha và Ứng Dụng Trong Chế Biến Khí (Môn Công nghệ chế biến Khí)

Chapter 2 - Phase Behavi
our
1
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
Chapter 2 - Phase Behavi
our
2
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
2.1. Giản đồ pha của đơn chất
2.1.1. Các khái niệm
-
Cấu tử
: là những chất riêng biệt cần thiết để tạo thành hệ. Đối
với những hệ có xảy ra tương tác hóa học, số cấu tử bằng số
chất riêng biệt trừ đi số phương trình phản ứng giữa các chất đó.
Ví dụ: Số cấu tử của hệ: KClO
3
(r) = KCl (r) + O
2
(k) là:
a. 1
b. 2
c. 3

d. Không xác định.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
3
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
-
Số bậc tự do
: là số thông số của hệ cân bằng có thể tự do thay
đổi mà không làm thay đổi số và bản chất các pha của hệ.
Ví dụ: Số bậc tự do của hệ hơi nước bão hòa là:
a. 1
b. 2
c. 3
d. Không xác định.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
4
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
2.1.2. Quy tắc pha Gibbs
Số bậc tự do của hệ cân bằng mà chỉ chịu ảnh hưởng của các
thông số bên ngòai là nhiệt độ và áp suất, bằng số cấu tử của hệ
trừ số pha cộng với 2.

T = C – P + 2
Ví dụ: Số bậc tự do của hệ:
Ca(OH)
2
(r) = CaO(r) + H
2
O(k) là:
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
Chapter 2 - Phase Behavi
our
5
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
2.1.3. Giản đồ pha

1-2: thăng hoa.

2-3: nóng chảy.

2-C: hóa hơi.

2: điểm ba (T=0)

A: lỏng nén


B: hơi quá nhiệt

C: điểm tới hạn
Chapter 2 - Phase Behavi
our
6

P/T không thay đổi trong
quá trình chuyển pha đẳng
nhiệt/đẳng áp.

T>T
C
, khí không thay đổi
pha khi tăng áp suất.

T>T
c
, P>P
C
, lưu chất ở
trạng thái siêu tới hạn.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
7
Chuyển pha
(ẩn nhiệt)
Chapter 2 - Phase Behavi
our

8
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
Giản đồ P-V của 1 cấu tử đơn
chất (T = const).
Giản đồ P-T của 1 cấu tử đơn
chất.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
9
Giản đồ P-V của 1 cấu tử đơn chất.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
10
P-v Diagram And Phase Envelope
Of A Pure Substance
Chapter 2 - Phase Behavi
our
11
Chapter 2 - Phase Behavi
our
12
Không có sự chuyển pha đột ngột khi hệ chuyển
từ trạng thái A  B
Chapter 2 - Phase Behavi
our
13

Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
2.2. Hệ hai cấu tử
Giản đồ P-V của hệ 2 cấu tử (T = const)
Chapter 2 - Phase Behavi
our
14
Giản đồ P-V của hệ 2 cấu tử.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
15
Giản đồ P-T của hệ 2 cấu tử
Chapter 2 - Phase Behavi
our
16
P-T Graphs For The Pure Components A And B
Chapter 2 - Phase Behavi
our
17
Effect Of Composition On Phase Behavior.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
18
Chapter 2 - Phase Behavi
our
19
Chương 2:

Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí

Đường cân bằng P-T là đường
bao pha.

Khỏang nhiệt độ sôi.

Vị trí đường bao pha phụ thuộc
áp suất các cấu tử đơn chất và
thành phần hỗn hợp.

S/s độ bay hơi của 2 cấu tử A &
B?

P
C (hh)
>P
C (A,B)

Đường bong bóng: hóa hơi.

Đường điểm sương: ngưng tụ.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
20
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng

Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
Gia nhiệt đẳng áp: A  E

A: lỏng nén

B: điểm bong bóng

B-D: khỏang nhiệt độ sôi

D: điểm sương

E: hơi quá nhiệt
Chapter 2 - Phase Behavi
our
21
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
Nén đẳng nhiệt: F  G

F: hơi dưới T
C
.

F-G: quá trình ngưng tụ.


G: ngưng tụ lỏng hòan
tòan.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
22
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
Nén đẳng nhiệt (hóa hơi
ngược):

H: hơi trên T
C
.

H-J: ngưng tụ - hóa hơi.

J: hóa hơi hòan tòan.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
23
Vùng hóa hơi ngược
Chapter 2 - Phase Behavi
our
24
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng

Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí
Làm lạnh đẳng áp (ngưng
tụ ngược):

K: hơi trên T
C
& P
c
.

K-L: ngưng tụ - hóa hơi.

L: hóa hơi hòan tòan.
Chapter 2 - Phase Behavi
our
25
Chương 2:
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Giản Đồ Pha & Ứng Dụng
Trong Chế Biến Khí
Trong Chế Biến Khí

Cricondenbar: áp suất
cực đại mà pha lỏng và pha
hơi cùng tồn tại trong hỗn
hợp.

Cricondentherm: nhiệt
độ cực đại mà pha lỏng và

pha hơi cùng tồn tại trong
hỗn hợp.