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G-L-L-H 体系汽液相平衡的计算

G-L-L-H 体系汽液相平衡的计算. ——Gibbs 自由能最小化方法. 研究多相相平衡的意义. 多相相平衡（汽 - 液 - 液 - 固）对于模拟油水乳液吸收塔乃至整个分离过程有重要的意义。 Gibbs 自由能最小化方法对于研究其他组分的多相相平衡也是一种有效的方法，被广泛应用在冶金，核能，航天等领域。. 为什么要用 Gibbs 自由能最小化方法. 我们知道，如果一个体系达到了气液相平衡，其中 各相 会满足如下几点条件： 1 ）温度平衡 2 ）压力平衡 3 ）某种物质在各相中的化学势均相等 但是，仅仅满足以上几个条件是不足以确定这个体系是处于相平衡的。

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G-L-L-H 体系汽液相平衡的计算

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Presentation Transcript

  1. G-L-L-H体系汽液相平衡的计算 ——Gibbs 自由能最小化方法

  2. 研究多相相平衡的意义 • 多相相平衡（汽-液-液-固）对于模拟油水乳液吸收塔乃至整个分离过程有重要的意义。 • Gibbs自由能最小化方法对于研究其他组分的多相相平衡也是一种有效的方法，被广泛应用在冶金，核能，航天等领域。

  3. 为什么要用Gibbs自由能最小化方法 • 我们知道，如果一个体系达到了气液相平衡，其中各相会满足如下几点条件： • 1）温度平衡 • 2）压力平衡 • 3）某种物质在各相中的化学势均相等 • 但是，仅仅满足以上几个条件是不足以确定这个体系是处于相平衡的。 • 达到相平衡的充分条件为Gibbs自由能达到最小值，以上几个条件仅仅是Gibbs自由能达到最小值时的推论。 • 参考文献（Gibbs，1928）

  4. Gibbs自由能最小化 整个体系的Gibbs自由能： Min G An-b=0 G的推导 其中 所以，如何计算某种物质在不同相中的逸度是很重要的。 此外，更重要的一点是，如何确定相数。 （Sloan，2004）

  5. 逸度的计算 • 气相逸度可以用气体状态方程来计算。 • 液相中各组分的逸度的计算可以用活度系数模型来计算。 • 固相中的逸度的计算比较繁琐，需要结合统计热力学的知识，用一系列方程来计算。参考（Sloan，2008）

  6. 关于相数的确定，可以使用如下方法

  7. 此外，根据物料守恒这一限定条件有 • 最小化Gibbs自由能时要根据以上两个条件来规划。然后就是规划方法的问题了。

  8. 关于全局最小化 • 使用Newton法求解Gibbs 自由能最小化问题往往不容易直接收敛至全局最优解，所以需要采用一些能够实现全局最优化的算法。 • 能够实现全局最优化的算法有以下几种：

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