Zum Phasenverhalten fluider Mischungen, dargestellt am Beispiel von Gemischen aus Kohlendioxid, Wasser, n-Butanol und Aceton:
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Düsseldorf
VDI Verl.
1996
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3]
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| adam_text | Titel: Zum Phasenverhalten fluider Mischungen, dargestellt am Beispiel von Gemischen aus Kohlendioxid, Wass
Autor: Winkler, Stefan
Jahr: 1996
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Stefan Winkler, Stuttgart Zum Phasenverhalten fluider Mischungen, dargestellt am Beispiel von Gemischen aus Kohlendioxid, Wasser, n-Butanel und Aceton Reihe 3 : Verfahrenstech nik Nr. 443 VM VERLAS
V Inhalt Zeichen .......................................... IX Summary ........................................................................................... XI Zusammenfassung ............................................................................. XVI 1 Motivation und Standort I 2 Thermodynamische Beschreibung 5 2.1 Das Gleichgewichtsprinzip — ............................................. 6 2.1.1 Das Phasengleichgewicht 8 2.1.2 Chemisches Gleichgewicht ................................................. 9 2.1.3 Die Phasenregel ............................................................... 10 2.1.4 Stabilität ......................................................................... 12 2.1.4.1 Vorbetrachtungen ................................................ 12 2.1.4.2 Stabilität hinsichtlich benachbarter Phasen 13 2.1.4.3 Stabilität bezüglich nichtbenachbarter Phasen 14 2.1.4.4 Nachbemerkungen ............................................... 20 2.1.5 Kritische Phänomene ........................................................ 21 2.2 ... —und seine Wirksamkeit durch thermische Zustandsgleichungen 31 2.2.1 Kubische Zustandsgleichungen ........................................... 32 2.2.1.1 Die Redlich-Kwong-Gleichung 33 2.2.2 Mischungsregeln ............................................................... 35 2.2.3 Zur Bestimmung des Fugazitätskoeffizienten 37 3 F.rgebnisse ......................................................................................... 39 3.1 Zweistoffgemische ........................................................................ 39 3.1.1 C0 2 -H 2 0 ....................................................................... 39 3.1.2 C0 2 -n-Butanol ................................................................ 44 3.1.3 H 2 0-n-Butanol ................................................................ 49 3.1.4 Aceton-n-Butanol
............................................................ 50
yj Inhalt 3.2 Dreistoffgemische ....................................................................... 52 3.2.1 CO 2 -H 2 0-Aceton .......................................................... 53 3.2.1.1 Übersicht ............................................................ 54 3.2.1.2 Gleichgewichte bei 40°C und 40bar 57 3.2.1.3 Stabilitätsuntersuchung 57 3.2.2 CO, -¡1,0 -n-Biitanol ....................................................... 60 3.2.2.1 Übersicht ............................................................ 60 3.2.2.2 Phasengleichgewichte bei 40 °C und 40bar 63 3.2.23 Vierphasengleichgewichte in Dreistoffgemischen 65 3.2.2.4 Vierphasengleichgewicht bei 40 °C ......................... 69 3.2.2.5 Vierphasengleichgewicht bei 30 °C ......................... 72 3.2.2.6 Vierphasenlinie und kritische Endpunkte 74 3.2.2J Obere kritische Dreiphasenlinie ............................. 80 3.2.2.8 Phasengleichgewichte bei 40 °C und 100 bar ........... 81 3.2.3 CO, Aceton n-Butanol ................................................... 83 3.2.4 H 2 0~ Aceton ~n-Butanol ................................................... 84 3.3 Das Vierstoffgemisch .................................................................... 85 3.3.1 Dreiphasengleichgewichte bei 40 °C und 40 bar 86 3.3.2 Vierphasengleichgewichte .............................. 91 4 Ausblick ............................................................................................ 103 5 Experimentelles ................................................................................. 107 5.1 Versuchsaufbau ....................................................... 107 5.2 Messung von Phasengleichgewichten ............................................. 112 5.3 Messung kritischer Phänomene ..................................................... 114 5.3.1 Messung der oberen kritischen Dreiphasenlinie 114 Anhang A - Meßergebnisse
...................................................................... 117 Anhang B - Parameter für das Rechenmodell ............................................. 128 Anhang C - Verallgemeinerung der Stabilitätsbedingung und Algorithmus zur Stabilitätsprüfung ................................... 129 Anhang D - Zum Extremalproblem vierphasiger Vierstoffgemische ............... 132 Schrifttum ............................................................................................... ¡34
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