根据Amagat定律

Zm??yiZi?0.25?1.13?0.75?1.22?1.20

i故

Vm?ZmRT1.20?8.314?298.15??9.79?10?5m3?mol?1 6p30.395?10已知混合气体的进口体积流量，则混合气体的进口摩尔流速min为 vin?1.6667?10?3m3?s，

vin1.6667?10?3?1?1 min???17.02mol?s?61.27kmol?h?5Vm9.79?10根据反应的计量关系，

???2NH3 （总量） N2?3H2???开始 1 3 0 4 结束 1-0.15 3?3?0.15 2?0.1 5 3.7

则每小时合成氨的量可由下式计算得出，

mNH3?min61.27?2?0.15??2?0.15?4.60kmol?h?1 44（2） 先求出口气体的组成。

因为出口气体中N2:H2:NH3?(1?0.15):(3?3?0.15):(2?0.15)，故

yN2?0.2297，yH2?0.6892，yNH3?0.0811，?yi?1.000

i再求出口气体的摩尔流速

mout?3.73.7?min??17.02?15.74mol?s?1 44利用Amagat定律求出口气体的摩尔体积Vm。

先从附表查得NH3的pc?11.28MPa，Tc?405.6K，则可求出各组分的对比性质为

H2：

27.86?13.20，

1.30?0.810627.86?8.218， N2： pr?3.3927.86?2.470， NH3： pr?11.28pr?150?273.15?10.27

33.2?8273.15?150Tr??3.353

126.2273.15?150Tr??1.043

405.6Tr?根据上述对比参数，查二参数普遍化Z图，得

ZH2?1.15，ZN2?1.14，ZNH3?0.380

则

Zm??yiZi?1.15?0.0892?1.14?0.2297?0.380?0.0811?1.085

i故

Vm?ZmRT1.085?8.314?423.15??1.37?10?4m3?mol?1 6p27.86?10出口管中气体的体积流速为

vout?mout?Vm?1.37?10?4?15.74?2.156?10?3m3?s?1

出口管中气体的流速，?，可按下式计算，

vout4vout4?2.156?10?3?1 ?????1.10m?s2?22A?d3.1416?(5?10)式中：A为管子的截面积。计算得出出口管中混合气体的流速为1.10m?s。

58页第2章

2-1 求温度673.15K、压力4.053MPa的甲烷气体摩尔体积。 解：（a）理想气体方程

?1pV?RT?V?（b）用R-K方程

RT8.314?673.15?33?1??1.381?10?m?mol 6p4.053?10① 查表求Tc、pc；② 计算a、b；③ 利用迭代法计算V。

RTa?V?bT?V??V?b?a?Vi?b?RTVi?1??b?pT?Vi??Vi?b?p?V0?1.381?10?3?m3?mol?1???Vi?1?1.3896?10?3?m3?mol?1（c）用PR方程

步骤同（b），计算结果：Vi?1?1.3893?10?3?m3?mol?1。 （d）利用维里截断式

Z?BpppppVBp?1??1?c?r?1?B0?r???B1?rRTRTRTcTrTrTr0.172B1?0.139?4.2Tr01

0.422B0?0.083?1.6Tr

查表可计算pr、Tr、B、B和Z

由Z?pVZRT?V??1.391?10?3?m3?mol?1 RTp

2-2 V=0.5 m3，耐压2.7 MPa容器。规定丙烷在T=400.15K时，p<1.35MPa。求可充丙烷多少千克？ 解：（a）用理想气体方程

mMpV0.0441?1.35?10?6?0.5pV?nRT?pV?RT?m???8.948?m3?mol?1MRT8.314?400.15（b）用R-K方程

① 查表求Tc、pc；② 计算a、b；③ 利用迭代法计算V。

RTa?V?bT?V??V?b?a?Vi?b?RTVi?1??b?pT?Vi??Vi?b?p?V0?2.464?10?3?m3?mol?1???Vi?1?2.241?10?3?m3?mol?1则可充丙烷质量计算如下：

m?n?M?V0.0441?0.5?M??9.838?kg Vi?12.241?10?3（c）利用维里截断式：

Z?pVmBppppBp?1??1?c?r?1?B0?r???B1?rRTRTRTcTrTrTr0.422Tr1.60B0?0.083?B1?0.139?1

0.172Tr4.2

查表可计算pr、Tr、B、B和Z 由Z?pVm0.916?8.314?400.15?Vm??2.257?10?3?m3?mol?1 6RT1.35?10则可充丙烷质量计算如下：

m?n?M?V0.0441?0.5?M??9.77?kg ?3Vi?12.257?10

2-4 V=1.213 m3，乙醇45.40 kg，T=500.15K，求压力。 解：（a）理想气体状态方程

p?nRTmRT45.408.314?500.15?????3.383?MPa VMV461.2130.42748R??TCPC0.08664R??TCPC22.5（b）用R-K方程

a28.039b0.058

p?RTa?Vm?bT?Vm??Vm?b?Vm?V1.213??1.229?m3?kmol?1 n45.40/46p?2.759?MPa（c）用SRK方程计算

（d）用PR方程计算

（e）用三参数普遍化关联

m45.4??0.987?kmolM46V1.213Vm???1.229?m3?kmol?1n0.987pVmBpRTZ??1??p?RTRTVm?Bn?Bpc?1?B0???B1?B??B0???B1??R?Tc?pc RTcB0??0.361,B1??0.057,??0.635?B??0.267?p?RT?2.779?MPaVm?B2-6 （本题以计算机编程计算提供参考，考试时不能使用） （a）R-K方程