相变潜热的计算ppt课件.pptx

相变潜热 intent heat of phase change ;一、相变潜热机理; （1）只要是气体，无论一种或几种混合在一起， 都是一相； （2）液体根据其互溶程度，通常为一相、两相、三相共存； （3）固体无论分散得多细，一般有几种固体就有几种相。 ;3.相变潜热的定义;4.不同物质的相变潜热;5.相变潜热的大小;二、相变潜热的计算 ; 相变材料按照其相变类型分类，总共可以分成四类： （1）固-气相变材料 （2）液-气相变材料 （3）固-固相变材料 （4）固-液相变材料 ;;相变潜热的实质： 相变过程中末态与初态的焓差△H，即相变焓。 同时，一般来说，压力对于固体、液体的焓的影响都很小，所以在压力变化不大的情况下，可以忽略压力对于固体、液体的焓的影响。 方法①：根据热力学公式 为相变焓， 为相变温度， 为相变熵。;11;方法③： 特鲁顿法则（沸点法） △hv＝b Tb (kJ/mol) b为常数，对非极性液体，b＝0.088; 水﹑低分子量醇，b＝0.109。 Tb 为液体的正常沸点，K； △hv 汽化潜热，kJ/mol。 注意：此法用于计算标准汽化热即正常沸点下的相变 潜热；计算误差比较大，在30%之内。 ;方法④：陈氏方程 Tb为液体的正常沸点，K Tc 为临界温度，K Pc 为临界压力，atm 注意:此方程适用于烃类及弱极性化合物，误差一般小于4%。不适用醇酸等具有缔结性的化合物。 ;14;15;16;17;方法⑧：标准熔化热的经验估算 △hm（J/mol) ≈9.2Tm(用于金属元素) ≈25Tm(用于无机化合物) ≈50Tm(用于有机化合物) 式中 Tm 为正常熔点,K。;方法⑨：变时间步长法 步长就是将需要测量的数值均匀分成若干个区间，每个区间的长度就叫步长。 时间步长法应该是以时间轴为主自变量，确定步长后定点测值，简单来说就是每隔一段时间取一个值记录下来，方便统计、观察数据。 ;方法⑩：有限差分-有限单元法 该方法将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域。 ;方法⑾：焓法 由于相变问题的复杂性，一般采用近似分析或者数值分析的方法来求??。 对该类问题建立焓法模型， 如对相变墙体传热的特性进行分析时，采用在整个区域建立统一能力方程的焓法模型求解传热，建立轻质相变墙体房间空气热平衡模型，采用有限差分法对模型进行离散，并编程求解。;方法⑿ 显热容法 即相变计算过程发生在一个可观的温度差范围内，可以把这些物质的相变潜热看作是在足够厚度的相变区域内有一个很大的显热容量，随着相变过程的逐渐进行，相变潜热不断释放或吸收，相变区内的物质温度也随时间逐渐下降。 构造热容表达式和导热系数的表达式。 此方法适合求解 【变温相变】，即相变发生在一个温度范围内的相变过程。;方法⒀液体的凝固及固体融化过程，数值的求解方法可分为3类： 前沿跟踪法：固定步长法 变时间步长法 固定前沿法：通过某种转换将移动前沿变为固定前沿，从而将移动区域问题化为固定区域问题求解。 热面移动法 自变量变换法 固定区域法：将分区求解的导热问题化成整个区域上的非线性导热问题处理， 焓法、显热容法、等效热容法。;方法⒁ 相变材料储热性能分析 ①DSC法（差示扫描量热法） 使用的温度范围：-175 ~ +725℃ 使用差式扫描量热仪，在程序控制温度下，测量输入物质和参比物质的功率差和温度关系，可以定量得测定物质的熔点、热焓、熵、比热容等热动力学参数。 测定相变材料的相变温度和相变潜热;② DTA（差热分析法） 使用温度：-180 ~ +2400 ℃ 使用DTA设备，在程序控制温度下，测量物质和参比物的温度差和温度关系的一种技术。 差热曲线是由差热分析得到的记录曲线， 纵坐标：试样与参比物的温度差 向上表示放热反应，向下表示吸热反应。 注：DTA法的量热精度不如DSC法，对于研究中低温相变材料的热性能一般采用DSC法。