露點和泡點

飽和的液體就處於其泡點狀態（溫度任意升高將形成氣泡），同樣，飽和蒸汽也是處於其露點溫度（溫度任意下降將會形成液滴）。泡點和露點可以由體系的氣液平衡知識進行求解，對於多元組分物料，在給定壓力條件下滿足泡點和露點計算方程的溫度必須採用試差法求解；對於二元體系以上方程很容易求解，因為組分的組成並非獨立的，固定了一個就固定了其他。

基本介紹

• 中文名：露點和泡點
• 外文名：Dew point and Bubble point
• 求解工具：體系的氣液平衡知識
• 計算類型1：BUBLT、BUBLP、DEWT、DEWP
• 計算類型2：FLASH
• 套用學科：化工熱力學

定義

露點

在總壓和濕度不變的條件下，使濕空氣降溫至飽和狀態，所對應的溫度被稱為露點。露點用表示，與之對應的飽和濕度則用表示。露點形成過程的特點是濕空氣的H為常數。由於溫度下降，濕空氣的相對濕度會隨之升高，當φ達到100%時（達到飽和狀態），空氣中會出現露滴。所以，此時的溫度被稱為濕空氣的露點。

泡點

泡點是指液體沸騰時的溫度。嚴格地說，液體的飽和蒸氣壓等於環境壓力時的溫度。因此，泡點隨環境壓力而變，環境壓力增加，泡點則升高。不同液體在同樣環境壓力下有不同的泡點。溶液的泡點除決定於環境壓力外，還與溶液組成有關。實際沸騰時，由於在液體內部產生氣泡要克服液柱高度所對應的附加壓力，還要克服表面張力的效應，因此實際溫度比泡點高。

所屬問題

根據相律，汽液相平衡的基本問題可表述為：“在溫度T或壓力p以及液相組成{x)或汽相組成{y)中指定任意N個（有意義的必須包括溫度T或壓力p），以確認N個自由度。只要有足夠的熱力學基礎數據就可以通過N個獨立的相平衡方程，由計算來確定其餘N個變數”。意即，從2N個獨立相律變數中，任意指定N個，求解N個，這樣的組合可能有許多種，其中有工程意義的僅有以下五種：

泡點溫度與組成的計算

已知體系的壓力p與液相組成，求泡點溫度T與汽相組成。

泡點壓力與組成的計算

已知體系的溫度T與液相組成，求泡點壓力p與汽相組成。

露點溫度與組成的計算

已知體系的壓力p與汽相組成，求露點溫度T與液相組成。

露點壓力與組成的計算

已知體系的溫度T與汽相組成，求露點壓力p與液相組成。

閃蒸的計算

已知體系的溫度T、壓力p和閃蒸前的總組成，求閃蒸後的液相組成和汽相組成，以及閃蒸後的汽相與液相的摩爾比：。

天然氣泡點和露點的計算

地位

天然氣的混合物的泡點、露點溫度是天然氣液化流程設計中的關鍵參數，對於確保液化流程設備的正常運行發揮著重要作用。在液化流程中，混合製冷劑的組分是和天然氣相仿的，混合製冷劑物性的計算方法與天然氣的相同。

確定天然氣液化流程運行參數時的前提條件

（1）混合製冷劑進人壓縮機前的溫度要高於露點溫度，避免液滴進入壓縮機發生液擊危險；

（2）混合製冷劑進入氣液分離器前處於氣液兩相區，即製冷劑溫度處於該壓力下的泡點溫度和露點溫度之間。

具體求解問題

天然氣的泡點、露點溫度計算，相當於求解以下相平衡問題：

（1）泡點溫度和氣相組成的計算，給定壓力p及液相組成，求泡點溫度及氣相組成；

（2）露點溫度和液相組成的計算，給定壓力p及氣相組成，求露點溫度及液相組成。

計算方法

由於（p,T）閃蒸算法具有很好的收斂性，調用（p,T）閃蒸計算模組求解泡點和露點溫度，思路如下：一已知組成的混合物，若在給定壓力下處於氣液平衡狀態，則其溫度將隨混合物氣相分數的不同而異，這一溫度變化的上、下限，就是露點溫度和泡點溫度。當氣相分數為0時，此時的溫度為泡點溫度；當液相分數為0時，此時的溫度為露點溫度。

採用上述方法計算天然氣和混合製冷劑的泡點和露點溫度簡便易行，易於收斂，計算精度較高。

計算結果與實驗數據的比較

利用上述方法對甲烷-乙烷-丙烷三元體系泡點和露點溫度進行計算，並與實驗數據進行比較，平均絕對誤差為0.6%，具體如右表所示：

甲烷_乙烷_丙烷三元體系泡點溫度計算結果與實驗數據的比較