用SRK方程与PR方程求算双组分混合气体热力学性质

流体热力学性质的计算是化工热力学中的一类重要计算,立方型方程经常用于这类计算中。SRK方程与PR方程是在RK方程基础上发展而来的,具有比RK方程更好的计算精度。但现有教材中没有给出PR方程和SRK方程的剩余焓、剩余熵的计算公式,缺失了流体热力学性质计算的系统性。本文通过立方型状态方程的一般形式推导出PR方程和SRK方程的剩余焓、剩余熵的计算公式,利用Excel电子表格计算双组分混合气体的热力学性质。计算过程简捷明了,利于学生更好地理解混合物热力学性质的计算过程。     

化工热力学剩余性质推导

介绍了剩余性质的概念及其数学表达,在以压力、温度为独立变量的剩余性质公式的基础上,推导了以温度、体积为独立变量的剩余性质公式。由于多数热力学状态方程以压力为显函数,即p=p（T,V）,因此推导以温度、体积为独立变量的剩余性质公式具有应用意义。     

二元真实气体混合物剩余焓和剩余熵的计算

混合物流体热力学性质的计算是化工热力学中的一类重要计算。但现有教材中没有给出关于混合物剩余焓和剩余熵的计算公式,缺失了流体热力学性质计算的系统性。本文通过纯气体的剩余焓和剩余熵的计算公式,采用Prausnitz混合规则或Kay混合规则,推导出R-K方程、virial方程,以及普遍化关联法计算二元真实气体混合物剩余焓和剩余熵的公式,并用于具体实例的计算。结果表明,在中、低压下,采用所推导出的三种方法计算二元真实气体混合物剩余焓和剩余熵时,能够得到比较相近的结果,这三种方法是正确可靠的;在高压下,R-K方程和普遍化关联法仍可采用,而virial方程则不再适用。每种方法计算过程繁简不一,但步骤简捷明了,利于学生更好地理解混合物热力学性质的计算过程。     

R1234ze(E)制冷剂PC-SAFT状态方程

R1234ze(E)属于氢氟烯烃类（HFOs）物质,是一种新型替代制冷工质。为了更加精确地描述其热力学性质,以PC-SAFT状态方程为基础,利用文献公开报道的R1234ze(E)的饱和液相密度及饱和蒸气压测量数据,拟合获取到PC-SAFT状态方程的3个参数。基于MATLAB软件,实现了利用PC-SAFT状态方程计算工质的热力学性质。研究结果表明：与CPA状态方程相比,PC-SAFT状态方程在计算饱和气相密度时偏差有所增大,但是在计算饱和液体密度和单相液体密度时的精度显著提升。     

应用马丁─侯状态方程计算含氨气体混合物的物性参数

本文将马丁—侯状态方程用于计算气体混合物的恒压热容、粘度和导热系数．含氨气体混合物的恒压热容为理想气体混合物热容与真实气体混合物剩余热容之和，根据剩余粘度法计算粘度，剩余导热系数法计算导热系数．三种压力，不同温度条件下气体混合物恒压热容、粘度和导热系数的计算结果表明：计算值与实验值相吻合．并分别拟合了合成氨生产三种工艺含氨气体混合物恒压热容、粘度、导热系数的计算式。     

立方扰动硬链状态方程GE混合规则及其应用

扩展了立方扰动硬链(CSPHC)状态方程在天然气工业中通常遇到物质的纯组分参数, 并建立了纯组分参数的普遍化关联式; 将过量Gibbs自由能混合规则引入CSPHC状态方程, 以应用于高度非对称体系与极性体系相平衡性质计算。结合MPHC活度系数模型及Wilson 活度系数模型, 对13组二元体系的汽液平衡性质获得较满意的结果。     

立方扰动硬链状态方程G^E混合规则及其应用

扩展了立方扰动硬链（CSPHC）状态方程在天然气工业中通常遇到物质的纯化分参数。并建立了纯组分参数的普遍化关联式;将过量Gibbs自由能混合规则引入CSPHC状态方程,以应用于高度非对称体系与极性体系相平衡性质计算。结合MPHC活度系数模型及Wilson活度系数模型,对13组二元体系的汽液平衡性质获得较满意的结果。     

PC-SAFT在烯烃共聚物体系物性计算中的应用进展

综述了PC-SAFT状态方程在计算共聚物性质以及共聚物-溶剂相平衡方面的研究进展,介绍了用PC-SAFT状态方程计算的几种共聚物体系的相平衡以及计算值与实验值的比较情况。结果表明PC-SAFT状态方程可以很好地描述二元共聚物-溶剂体系的相平衡。此外,对于由极性和非极性重复单元构成的共聚物,需要用相互作用参数来校正不同类型重复单元之间的相互作用力。     

含氨气体混合物的粘度和导热系数

本文讨论常压和加压下含氨气体混合物的粘度和导热系数的计算方法。常压下，改进的Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ法计算粘度，Ｌｉｎｄｓａｙ－Ｂｒｏｍｌｅｙ法计算导热系数，其准确度较高。加压下，按Ｍ－Ｈ状态方程和Ｂ－Ｂ状态方程求得混合物的密度，采用剩余函数法计算了氨含量４．８％、１０．６％，压力９．９１ＭＰａ、１９．７２ＭＰａ、２９．５２ＭＰａ，不同温度下气体混合物的粘度和导热系数，计算结果与加压下含氨气体混合物粘度和导热系数的实验测定值相吻合。     

基于Excel运用SJ方程预测纯流体的汽-液平衡性质

大多数立方型状态方程主要针对vd W引力项进行修改,如SRK、PR和PT等,计算纯流体的汽-液平衡性质有一定的提高。由于这些状态方程斥力项过于简单,在临界点附近,很难准确描述流体的热力学性质。SJ方程强化了引力项和斥力项对温度特性的描述,较好的解决了流体在临界状态的描述。在这里利用Excel提供的强大可视化计算功能,使SJ方程运算无需编程便可解决大多数纯流体的汽-液平衡性质的计算,操作简单易行。     

超临界CO2二元系统相平衡的数值模拟

应用微扰理论,借助微扰状态方程,对超临界CO2 系统相平衡进行了模拟。编制了求解程序,介绍了状态方程中各参数的确定方法和程序模块的设计思想。针对超临界CO2 /非极性体系、超临界CO2 /极性体系,在不同温度、压力条件下的气液相平衡进行了计算,将计算结果与实验结果进行了比较,结果表明:微扰状态方程适合模拟超高压下的CO2 二元体系的相平衡。     

LNG接收站蒸发计算状态方程选择

LNG物性参数是LNG接收站模型建立、工艺流程模拟计算及研究必不可少的基础数据。以国外实验数据为基础,采用Aspen HYSYS软件分析评价PR、SRK、LKP、BWRS状态方程对气液相组成、焓、密度等物性参数的预测结果,比选汽液相平衡和热力学参数的计算状态方程,建立了LNG接收站储罐蒸发模型,并比较了四种状态方程的准确度。结果表明：PR方程在汽液相平衡计算方面计算精度最高,相对误差为4.70%;LKP方程计算热力学参数最准确,预测误差为2.59%。综合考虑相平衡参数和热力学参数计算精度,PR方程精度最高,预测误差为3.77%。此外,PR方程对LNG储罐蒸发和储罐压力的模拟计算值与现场数据吻合度最好,因此LNG接收站蒸发计算推荐选用PR方程。研究结果对物性参数和LNG接收站蒸发计算状态方程的选择具有借鉴意义。     

A fundamental equation of state for the calculation of thermodynamic properties of chlorine

A fundamental equation of state is presented for the calculation of thermodynamic properties of chlorine. It is expressed in terms of the Helmholtz energy with the independent variables temperature and density. Based on the available experimental data from the literature, the equation is valid from the triple point temperature 172.17–440 K with a maximum pressure of 20 MPa. The quality of the equation is evaluated by comparisons with experimental measurements. Since the equation was developed in part for use in mixture models relevant for carbon capture and storage applications, special focus was also given to correct extrapolation behavior.     

状态方程在气固相平衡计算中的应用

状态方程法是研究气固平衡的一种常用方法,但是目前仅有SRK和PR方程运用于元素硫沉积机理的研究。采用RK、SRK、PR、PT和LHSS状态方程对含硫天然气气固相平衡进行了计算,并且比较了不同状态方程对计算结果的影响。通过算例分析可知,对含硫天然气气固相平衡进行计算时每种状态方程都会存在误差,而误差主要来源于实验过程中的误差、状态方程参数设置的误差、数值计算方法的误差等。计算结果表明,采用RK和SRK方程计算误差较大,PR和PT方程两者计算误差差别不大,LHSS方程更适合描述含硫天然气的气固相平衡。     

R32热力学性质计算模型及其分析

提出了R32制冷剂在饱和线(?130~78℃，0.00013~5.76 MPa)范围内饱和蒸气压、液体密度等关联式的计算模型，在此基础上推导了蒸发潜热的计算模型；建立了描述饱和气体线上(?130~78℃，0.00013~5.76 MPa)及过热区(过热度为100℃)范围内描述P-v-T关系的状态方程；在上述模型的基础上推导得到了饱和气体线及过热区范围内焓、熵、比热容的计算模型。将模型计算结果与REFPROP9.0数据源、已发表的状态方程及公开实验数据对比，各关联式计算模型的平均相对偏差均小于0.16%，最大相对偏差不超过3.7%，与已有状态方程和公开数据对比偏差小于8.7%；基于状态方程和热力学关系式推导得到的焓、熵、比热容的计算模型的平均相对偏差均小于5.2%，最大相对偏差不超过9.1%。     

运用方程预测汽液平衡下的饱和蒸汽压

运用Antoine方程、Lee-Kesler对比态方程和PR状态方程预测异丁烷的饱和蒸汽压,结果表明三个方程都有较好的精度。其中Lee-Kesler对比态方程计算更为简洁,适用的温度范围广等特点。     

局部组成型M-H(81)状态方程

为了改进M-H(81)状态方程在含极性和超临界组分体系汽液平衡计算中的应用,作者将局部组成概念和M-H(81)状态方程相结合,导出了局部组成型的M-H(81)状态方程[DDLC M-H(81)];并对45组低压和高压二元汽液平衡数据进行了关联计算.结果表明:对低压极性体系,汽相组成的绝对偏差和常用的活度系数模型相当,而压力的绝对偏差则略好于上述模型.对于高压体系(包括含超临界组分体系),新模型与单流体模型相比,无论是汽相组成还是泡点压,其计算精度都有明显的改进.     

制冷剂比定压热容的计算分析

利用精确度高的P-R状态方程和M-H81状态方程,采用余函数法对制冷剂的比定压热容进行了理论推算和比较分析。文中选用了10种纯制冷剂和4种混合制冷剂进行了详细的计算和比较,计算结果表明:在气相区,2个状态方程模型的计算精度均在3%左右;在液相区,M-H81型方程模型明显优于P-R方程,其计算精度在10%以内。M-H81型方程模型比P-R方程优越,能更好地预测更宽广温度和压力范围的流体比定压热容。文中的工作初步验证了利用状态方程推算实际流体比定压热容的可行性,为其他基础物性的理论预测提供了坚实的理论思路。     

On the derivation of the state equation in models of adsorption from solution

A new procedure for the derivation of the equation of state in models of adsorption from solution is developed. Based on thermodynamics a simple relation between the surface pressure and the chemical potential of one reference solvent state is established, making the calculation of the state equation straightforward in cases where the chemical potentials of the adsorbed particles are known. The relation is applied to various lattice models for the derivation of their equation of state. The calculation of the state equation directly from the Helmholtz free energy of mixing of the surface layer and the bulk solution is also indicated.