基于比容平移理论的标准氢PR状态方程

全面准确的热物性数据是氢能研究和深入应用的基础,为提高传统立方型状态方程预测精度的不足,文中选用比容平移理论对Peng-Robinson状态方程的液相比容进行合理修正,通过提出新型比容平移关联式有效地改善了标准氢饱和液相区和超临界区的密度预测精度。计算结果表明:文中所提出体积平移的Peng-Robinson方程与多参数亥姆霍兹状态方程计算精度相当,方程的适用范围为三相点至1 000 K、压力低于100 MPa的区域,并且可合理外推至300 MPa高压区域,计算精度可以满足实际工程应用的需要。

采用Peng-Robinson方程和体积平移的脂肪酸甲酯液相密度预测

为了提高经典的Peng-Robinson立方型状态方程(PR方程)预测脂肪酸甲酯高压液相密度的精度,并为生物柴油的进一步工程应用提供可靠的密度预测方法,在对文献中发表的19种饱和脂肪酸甲酯和6种不饱和脂肪酸甲酯的常压液相密度实验数据进行收集的基础上,采用体积平移法对PR方程进行了修正。分析发现,体积平移量与所研究的脂肪酸甲酯中的碳原子数、双键数以及温度存在一定的规律,并获得了其定量关系式,得到了可以预测同系列脂肪酸甲酯液相密度的体积平移的PR方程(VTPR方程)。结果表明,利用所提VTPR方程计算得到的脂肪酸甲酯常压密度与实验数据的总体相对偏差为0.30%。将所提VTPR方程用于预测脂肪酸甲酯高压条件下的密度,预测值与实验数据的总体相对偏差为0.50%,可以满足实际工程的需要。

基于PR状态方程的粘度模型

基于ｐｖＴ和Ｔμｐ图形的相似性。结合两参数ＰｅｎｇＲｏｂｉｓｏｎ状态方程，建立了一个能够同时预测流体气、液相粘度的统一模型。该模型的特点是能够同时描述气、液相及超临界流体的粘度随温度、压力和组成的变化，并能够连续通过临界点。在宽广的温度、压力范围内，对２２种烷烃及二氧化碳、氮气共计４２５０个数据点的粘度进行了计算，绝对平均误差为７０１％；通过引入ｖａｎｄｅｒＷａｌｓ单流体混合规则，将ＰＲ粘度模型应用于明确烃类混合物及油气藏流体粘度的计算。三个二元烃类混合物２４４１个数据点的绝对平均误差为１５７１％；９种天然气及２２种油藏原油粘度计算值的绝对平均误差分别为９８％和１３９９％，计算结果优于现有的油气藏流体粘度模型。

基于PR状态方程的二元体系临界性质计算中不同混合规则对比

基于PR状态方程,结合四种不同混合规则,利用Heidemann和Khalil的临界性质计算方法,关联了二十一种不同二元体系的临界温度并预测了其临界压力,其中包括非极性、极性和缔合三类体系。对临界温度的关联结果表明,四种混合规则对所有体系均适用。对临界压力的预测结果表明,四种混合规则中van der Waals-1及Panagiotopoulos-Reid混合规则对非极性-极性(四偶极)体系的估算精度高,而van der Waals-2和Sadus van derWaals-2混合规则更适用于非极性-非极性体系及极性-极性(四偶极)体系。对于缔合体系,随着组分缔合能力的增强,四种混合规则的预测误差均增大,除含1-丁醇及苯组分的体系外有待于寻找更合适的状态方程及混合规则。

PR方程与SRK方程在计算水露点中的比较与应用

水露点是天然气管道输送安全的一个重要指标。介绍了PR方程与SRK方程,利用两个方程的不同混合法则及相平衡计算,通过编写程序,计算出在相同条件下,不同方程之间计算出的水露点的差异,得出利用PR方程计算出的水露点较SRK方程计算的结果偏低。

PR方程结合HV混合规则计算HFC/HFC和HFC/HC二元混合物气液相平衡

氢氟烃(HFC)/氢氟烃和氢氟烃/碳氢(HC)混合物是两类重要的制冷工质。采用PR状态方程结合Horon-Vidal(HV)混合规则对7种HFC/HFC和7种HFC/HC二元混合物的气液相平衡性质进行了计算,并与PR状态方程结合van der Waals(vdW)混合规则的计算结果进行了对比。结果表明,HFC/HFC体系组元性质比较接近,非理想性不强,vdW混合规则即可达到较理想计算效果,HV混合规则对计算精度的提升有限;对非理想性较强的HFC/HC体系,vdW混合规则对共沸性质的描述不够理想,HV混合规则可以显著提升相平衡的计算精度。

利用PR状态方程确定CO_2驱最小混相压力

CO2与原油接触时会发生传质现象直到两相组成相似,此时界面张力消失,即达到混相。最小混相压力(MMP)是CO2混相驱的重要参数之一,目前主要采用细管实验法来确定其大小,但该方法费时费力,而经验公式法又存在较大的局限性。利用PR状态方程确定了气、液达到平衡时的各组分组成,并结合混相函数计算出了此时的MMP值。实例表明:与经验公式法相比,由PR状态方程计算出的MMP值最接近细管实验值;混相函数的迭代精度对计算出的MMP值影响较大。

PR方程和WS混合规则预测灭火瓶氮气充填量

氮气为直升机灭火瓶内灭火剂的快速释放提供驱动力,确定氮气充填量和气相空间氮气的摩尔比例,是直升机动力舱灭火系统设计中的关键问题之一。基于PengRobinson(PR)状态方程和Wong-Sandler(WS)混合规则,提出了一种灭火瓶氮气充填量预测方法,针对Halon301和HFC-227ea的不同充装工况,通过3层迭代计算确定氮气充填量,与试验和文献结果进行了对比,并分析了灭火瓶内压强和氮气摩尔比例随温度的变化情况。结果表明:对Halon1301充填1/2灭火瓶的试验工况,氮气充填量计算值的平均误差约为4.7%;对充填2/3试验工况,平均误差约为1.1%,计算结果优于PROFISSY和HFLOW软件计算结果。对HFC-227ea充填1/2灭火瓶和2/3灭火瓶工况的平均误差分别为4.3%和2.3%,与PROFISSY软件的计算精度相当。该方法可以用于机载灭火系统工程设计。

PR状态方程的二元混合制冷剂热力性质计算

基于PR状态方程法和剩余函数法建立了混合制冷剂在过冷区、两相区以及过热区的热力学参数计算模型,将混合制冷剂R410A的计算结果与NIST数据库进行比对以验证模型精度。在此基础上,对二元混合制冷剂CO2/R600a(33.546/66.454,mass%)在不同相区的热力性质进行了推算,其计算结果可以用于以CO2/R600a为制冷剂的制冷系统的热力计算分析和性能优化。

PR方程结合UNIFAC法推算HFCs二元混合工质气液相平衡

用PR方程分别结合混合法则以及UNIFAC基团贡献法计算HFCs二元混合工质气液相平衡时的过余亥姆霍兹自由能AE,来推算混合法则中的相互作用系数kij,实现使用PR方程结合混合法则推算HFCs二元混合工质气液相平衡.经13种HFC二元混合工质实验数据验证,对于压力和气相摩尔组分的推算精度能够满足工程需要.

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。

由PR状态方程计算液体混合物表面张力

在界面化学位的基础上，定义了组分的界面逸度系数，推导出一个新的液体混合物表面张力的表达式，同时用Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程计算液体混合物体相和表面相组分的逸度系数，从而实现了由状态方程计算液体混合物表面张力。文中用这一新模型计算了５６个二元体系的表面张力，平均相对偏差为３．３８％，说明该方法是可行的。

修正PR方程在深冷分离回收氢气设备设计计算中的应用

为了研究用于回收氢气的深冷分离设备的热力设计计算方法， 必须解决低温、高压条件下 含氢气体的汽液平衡计算问题。本文使用修正的ＰＲ方程计算了含氢低温、高压气体混合物的汽 液平衡， 计算结果与实验数据的比较表明修正的ＰＲ方程可以用于换热器的设计计算中。

用PR方程直接模拟固体在超临界CO_2中溶解度

固体在超临界流体中的溶解度是设计超临界萃取过程的重要基础数据,状态方程PR方程常被用来计算这一数据。但该方程中的二元相互作用参数需要从实验数据回归得出,这就使该方程不能够推算固体在超临界流体中溶解度。本文用固体的热力学参数计算二元相互作用参数,不依赖实验数据,直接用PR方程模拟固体在超临界CO_2中的溶解度。计算结果表明,模拟值同实验值吻合较好。

卤代烃的Peng-Robinson状态方程的密度修正

利用密度平移的方法对Peng-Robinson状态方程计算的液相密度进行了修正,给出了其描述平移量的关联式。对22种卤代烃纯物质的计算结果表明,修正后的PR方程能够很好地计算液相密度,并且能很好地再现纯物质的临界压缩因子,计算精度可以满足工程应用的需要。

PR方程结合改进的WS混合规则预测汽液平衡

对WS型混合规则加以适当改进提出一种新的GE型混合规则(MWS型),并将其与PR状态方程相结合应用于多个二元极性体系汽液平衡数据的预测。结果表明,采用PR方程结合MWS型混合规则预测汽液平衡结果一般优于WS型混合规则,能广泛应用于工程实践。

超临界CO_2的PR状态方程参数α——固体在超临界CO_2中溶解度计算

由超临界区CO2 的PVT实验数据 ,确定了超临界CO2 的PR状态方程参数α的关联式 ,计算了若干固体组份在超临界CO2 中的溶解度 ,其总平均相对偏差小于由原PR方程计算的总平均相对偏差。

基于伪势格子Boltzmann模型修正PR状态方程

探讨势函数对伪势格子Boltzmann模型基于PR状态方程计算饱和水气液两相密度的影响,发现选取合适的势函数形式虽可使模拟结果与Maxwell理论解吻合良好,但其与实验值的差距却较大,需修正PR方程。基于伪势模型分析文献中的PR型状态方程发现,单独修正引力或斥力项,均无法同时兼顾计算精度和模型适用的温度范围。为此,本文基于该模型同时对PR方程的引、斥力项系数进行修正,得到了一个新的能够准确地描述饱和水气液两相性质的状态方程。

使用PR状态方程和Huron-Vidal混合规则计算液液平衡

一、前言 液液平衡(LLE)构成能源,石油化工等领域萃取分离的基础。NRTL方程和UNIQUAC方程现已被广泛应用于关联液液平衡,以上两方程统称为活度系数法。但活度系数法在计算高压液液平衡尤其是含超临界组份的液液平衡时遇到了明显的困难。状态方程现虽已普遍用于高压汽液平衡的计算,但真正用于液液平衡计算还为数甚少。

基于PR立方型状态方程普遍化温度函数的研究与评价

用11类70种非极性、弱极性和极性物质的实验蒸汽压数据对适用于Peng-Robinson状态方程(PR EoS)的17种普遍化温度函数对蒸汽压的预测能力进行了评价。根据各类物质蒸汽压预测结果平均相对偏差评价普遍化温度函数的预测能力。结果表明,Robinson-Peng (1978)、汪萍(2004)和Li-Yang (2011)温度函数能够准确预测烷烃、芳烃、气体和卤代烃类物质的蒸汽压,但对弱极性和极性的醇、醚、酯、酸、水等物质的预测结果不如Forero (2016)温度函数准确。以偏心因子和极性因子普遍化的温度函数对醇、酸、水等极性物质蒸汽压的预测结果明显优于仅以偏心因子普遍化的温度函数。