Mischungslücke

Eine Mischnungslücke kann nur für binäre Systeme bearbeitet und im Kondensationsprozeß berücksichtigt werden.

In manchen Fällen können mittels Gleichgewichtsberechnungen in Proper, zusammen mit der Annahme, daß nur eine kleine gegenseitige Löslichkeit der beiden Komponenten vorliegt, eine oder beide Grenzkonzentrationen der Mischungslücke abgeschätzt werden. Die Annahme der kleinen Löslichkeit liefert einen Schätzwert für den heteroazeoptropen Punkt (Konzentration und Temperatur).

Wenn dem Benutzer bereits ausreichende Daten zur Charakterisierung der Mischungslücke vorliegen, so muß dennoch die Proper-Berechnung durchlaufen werden (ein Rohddiagramm wird automatisch erstellt). Danach erst können die Verbesserungen angebracht werden (vgl. Abschnitt Mischungslücke grafisch bearbeiten).

In der Option "direktes Editieren, DEMO" wird lediglich eine Demo, auch zum "Üben", angeboten.

Im Laufe der Eingabeprozedur hat die Analyse der Stoffdaten Hinweise darauf gegeben, daß die Existenz einer Mischungslücke im Kondensat vermutet oder angenommen werden kann. Es ist daher mit hoher Wahrscheinlichkeit mit Schwierigkeiten bei der weiteren Behandlung (bei der "normalen" Berechnung des Kondensationsprozesses) des vorliegenden Stoffsystems zu rechnen:

Ein häufig gangbarer Ausweg besteht bei Stoffgemischen aus mehr als zwei Komponenten darin, eine weitere Komponente zum Inertgas zu erklären. Natürlich sollte das begründet geschehen, sinnvoll wenn die entsprechende Dampfkomponente nur in kleiner Konzentration vorhanden ist und/oder diese Komponente im Kondensat sowieso eine nahezu verschwindende Konzentration annehmen würde.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, unabhängig von der Anzahl der Komponenten, das Kondensat als "ideale Mischung" zu behandeln (die Ergebnisse können aber weitab der Realität liegen). Lediglich bei nur zwei Komponenten besteht die Möglichkeit der Berechnung der Kondensation mit "Mischungslücke", was im allgemeinen, wie erwartet, zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen gegenüber dem Fall "idealer Mischung" führt.

Die Option "ignorieren/weiterrechnen" führt nur gelegentlich überhaupt zu Ergebnissen und ist in der Regel nicht gangbar (vom Benutzer auszuprobieren, Programmabstürze sind nicht auszuschließen).

Eine generelle Lösungsmöglichkeit für "alle Fälle" kann leider nicht angeboten werden. Ob einer der angebotenen Auswege noch tragfähige Ergebnisse liefert, ist der Entscheidung des Benutzers anheimgestellt.

In manchen Fällen kann mittels vereinfachender Annahmen und unter Benutzung von Proper-Daten eine angenäherte Aussage zum Aussehen des Diagramms der Mischungslücke eines aktuellen binären Stoffsystems gewonnen werden. Diese Unterstützung ist hier geboten. Im allgemeinen ist es jedoch sinnvoll, Daten aus der Literatur oder aus aktuellen Messungen heranzuziehen und im Diagramm zu berücksichtigen.

Was das erzeugte Diagramm zeigt wird auch (einschließlich den gekrümmten Siede- und Taulinien) in der Rechnung verwendet.

Im oberen Teil des Diagramms sind links die Namen der Stoffe zusammen mit den aktuellen Nummern (1 und 2) angegeben. Rechts oben ist eine Tabelle zu sehen mit folgender Bedeutung:

-        TS1 und TS2 sind die Siedetemperaturen der reinen Stoffe 1 und 2

-        TH ist die heteroazeotrope Temperatur

-        xS1 und xSS1 sind die Grenzkonzentrationen des Stoffes 1 an der Mischungslücke

-        yH1 ist die Konzentration des Stoffes an am heteroazeotropen Punkt

Das Diagramm kann direkt grafisch editiert werden. Die Editiermoden werden mit der Taste "umschalten" zyklisch weitergeschaltet. Es gibt folgende Moden:

-        Konzentrationen ändern

-        Temperatur TH ändern

-        Siede-/Taukurven ändern

-        Siede-/Taukurve wird Gerade

Bei den ersten beiden Moden zieht man den entsprechenden Punkt xS1, yH1 oder xSS1 mit der Maus einfach in die neue Lage. Die zugehörigen aktuellen numerischen Werte ersieht man aus der Tabelle rechts oben.

Für die Veränderung der Form der Siede- und Taukurven klickt man entweder etwa mittig (relativ zur Abszisse) oder deutlich außermittig die entsprechenden Linien an und zieht mit der Maus die Kurve in die entsprechende symmetrische oder asymmetrische Form, bis man die gewünschte Form so gut wie möglich angenähert hat. Ist das für eine Linie mißlungen, so wählt man den "wird Gerade"-Modus, bei dem durch einfaches Anklicken die Linie wieder zur Geraden wird. Damit ist es meist einfacher, im zweiten Versuch die gewünschte Form der Linie zu erreichen.

Werden die Siede- und Taulinien unzulässig "verbogen", dann schaltet zur Warnung die Taste "umschalten" von grün auf violett.

Die in der Grafik verwendete mathematische Repräsentation der Kurven steht für die eigentliche Kondensationsberechnung unmittelbar zur Verfügung. Die Daten werden auch im ‑.JBB‑Datenfile festgehalten, so daß das editierte Diagramm wieder geladen werden kann.

Mit dem Menü "Print" in der Menüleiste kann als Dokumentation eine Abbildung des aktuellen Diagramms via Drucker erzeugt werden.

Wenn ausreichende Daten zur Charakterisierung der Mischungslücke zur Verfügung stehen, bzw. Proper solche Anhaltswerte liefert, dann kann ausprobiert werden, wie groß die Unterschiede in den erhaltenen Ergebnissen ausfallen, wenn einmal mit "Mischungslücke" und einmal mit "idealer Mischung" weitergerechnet wird.

Es sieht wohl danach aus, dass die Option "ideale Mischung" eher zu meiden ist, wenn die Rechnung mit den von Proper gelieferten Aktivitätskoeffizienten nicht geradeaus durchführbar ist.