相平衡相关概念

相平衡相图

表示平衡系统的相态及相组成与系统的温度、压力、总组成等变量之间的关系的图形。相图都是根据实验测定结果而绘制的。

相平衡相

体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数，用Φ表示。

气体：不论有多少种气体混合，只有一个气相。

液体：按互溶程度可组成一相、两相或三相共存。

固体：一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固溶体除外，它是单相）

相平衡自由度

确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母f表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。

相平衡独立组分数

在平衡体系所处的条件下，能够确保各相组成所需的最少独立物种数称为独立组分数。

相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。研究多相体系的平衡在化学、化工的科研和生产中有重要的意义，例如:溶解、蒸馏、重结晶、萃取、提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。一个系统可以是多组分的并含有许多相。当相与相间达到物理的和化学的平衡时，则称系统达到了相平衡。相平衡的热力学条件是各相的温度和压力相等，任一组分在各相的化学势相等。

化工热力学研究的两相系统的平衡，有气液平衡、气固平衡、汽液平衡、汽固平衡、液液平衡、液固平衡和固固平衡；相数多于二的系统，有气液固平衡、汽液液平衡等。系统处于相平衡状态时，各相的温度、压力都相同，它们的组成一般不相同。相平衡的研究主要是通过实验测定有关数据，并应用相平衡关联的方法，以探讨平衡时温度T、压力p和各相组成（摩尔分率x、y）之间的关系，借以判断一定条件下相变化过程的方向，并根据偏离相平衡的程度来估计过程推动力的大小。相平衡是传质分离过程和热质传递过程的理论基础之一。例如：蒸馏和吸收利用相平衡时汽液或气液两相组成不同，通过相际物质传递来实现混合物的分离；萃取根据物质在两个不互溶或部分互溶的液相中溶解度的不同来实现混合物的分离；结晶利用固体在液体中溶解度的限制，从溶液中析出固体。这些过程都涉及物质在相际的传递。研究相平衡可为选择合适的分离方法提供依据。在传质设备（如精馏设备、萃取设备）的计算中，可用相平衡数据来计算设备的平衡级数或传质单元数。此外，相平衡研究还用于探讨诸如玻璃、陶瓷、耐火材料、合金等材料的形成条件。 系统中强度性质完全相同的部分称为一相。相与相之间有明显的界面 。一个相可以是连续的 ，也可以是不连续的（如分散的液滴或晶粒）。只有一相存在的系统称为单相或均相系统，有两个以上的相存在的系统一般称为多相或非均相系统。

研究相平衡的热力学基础。对于不考虑外场（如重力场、电场、磁场等）作用及表面张力等因素影响的相平衡体系，相律的表达形式为：

f=C－p 2

式中f、C、p分别为系统的自由度数、独立组分数和相数。f是确定系统的平衡状态所需的独立的强度性质的数目，这些独立的强度性质可在一定的范围内任意变化而不会引起相数的改变。系统的独立组分数C可由下式确定：

C=S－R－R′

式中S为系统中的化学物质数目；R为系统中实际存在的独立的化学反应数目；R′为除相平衡、化学平衡和各相中Σx_i=1的条件之外，存在于各物质浓度之间的其他限制条件。

在一个封闭的多相体系中，相与相之间可以有热的交换、功的传递和物质的交流。对具有个相体系的热力学平衡，实际上包含了如下四个平衡条件:

（1）热平衡条件:：设体系有α、β、‥‥‥、Φ个相，达到平衡时，各相具有相同温度

T^α=T^β=‥‥‥=T^Φ

（2）压力平衡条件:：达到平衡时各相的压力相等

p^α=p^β=‥‥‥=p^Φ

（3）相平衡条件：任一物质B在各相中的化学势相等，相变达到平衡

μ_B^α=μ_B^β=‥‥‥=μ_B^Φ

（4）化学平衡条件：化学变化达到平衡

Σν_Bμ_B=0 2100433B

一个三相平衡电路的三相电压源必须是正弦波，且频率相同，幅度相同，相位互差120度；三相的负荷阻抗相同且均为线性阻抗，因此三相的电流都是正弦波，且频率相同，幅度相同，相位互差120度。

绝对的三相平衡是不存在的，实际的三相系统总是存在不同程度的不平衡现象。

对于不平衡现象比较严重的系统，可以使用调整不平衡电流无功补偿装置。根据wangs定理（王氏定理），在相间跨接的电容器可以在相间转移有功电流。通过在各相与相之间以及各相与零线之间恰当地接入不同数量电容器的方法，不但可以使各相均得到良好的补偿，而且可以调整不平衡有功电流。

1、三相电源如果是纯阻性的平衡负载，零线电流是为0的，如果是感性或容性的，那么就会导致轻微的负载不均衡而漂移，出现零线需要维持相位正常而产生电流的现象。

2、[三个单相负载放在一起]这种意思为3个负载挂在同一相上，这个时候串联电路中处处电流相等即相零两线电流相当，但在三相回路中不适用。

3、3相电力中，如果保证3相负载的绝对平衡，那么将3条相线经过负载后接入到零线中，此时零线绝对无电流。

就如同这么说，比如你每一相接一个电阻（的一端），他们的另一端全部接在零线上，这个时候接通电源，当他们负载稳定之后，3相的每一相电流应当一样。

4、这时切断零线，他们仍可以继续运行，并且三相电流不变。同时他们3个电阻的交点（零线）与任何一条相线的电压为220V

5、也就是说没零线他们一样可以用

6、零线即中性线，是电力系统中的中性点，在发电机中也是绕组的中性点，在变压器辅助线圈（通常为低压输出端）端，中性线已经严格而且良好的接地，即保证中性线对地电压为0，如果三相负载平衡中性线也不该有电流。

中性线就是为了保证3相平衡而使用的，假设3相中只有1相负载了1A，那么零线电流为1A，如果3相中的2相电流各为1A，那么零线电流也为1A，如果三相负载均衡，零线无电流。

7、电流从A相线通过A相的负载流到中性点再流到B相（或C相）的负载上，再流入B相线，这样构成一个回路，由于AB两负载的功率相同即容量相同，电流相同电阻相同，然后C相也是如此的话，那么就决定了他们的3负载之交点会呈中性，无电流。2100433B

容量:100kVA

相电压比:0.220/0.269kV(1:迈万)

频率:50Hz

三相侧额定相电压:0.220kV

三相侧额定相电流:151.5A

四相侧额定相电压:0.269kV

四相侧额定相电流:92.77A

各绕组匝数以及绕组间的阻抗关系:满足阻抗匹配三相变四相平衡变压器原理要求。其它有关负载损耗，空载损耗以及空载电流可参照GB1094, GB6451有关标准。