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。

用PR状态方程和WS混合规则预测均相共沸

本文提供了一种二元均相共沸混合物的预测方法。本方法通过UNIFAC基团贡献方法获得WS混合规则所需的二元相互作用系数,然后通过PR状态方程进行相平衡计算以求得平衡压力,再用牛顿迭代法求得使压力对浓度的一阶导数为零的根,从而获得共沸组分,并判断共沸混合物的类型。实例计算显示,预测结果与实验数据具有良好的一致性。

新型二元混合制冷工质对CO_(2)-[Cn-mim][Tf_(2)N](n=2,4,6,8)超额性质预测

针对二氧化碳-离子液体(CO_(2)-ILs)体系热力学性质数据较少的问题,采用状态方程+活度系数法(EOS+γ法)计算了CO_(2)-[C_(2)-mim][Tf_(2)N]、CO_(2)-[C_(4)-mim][Tf_(2)N]、CO_(2)-[C_(6)-mim][Tf_(2)N]和CO_(2)-[C_(8)-mim][Tf_(2)N]4种新型制冷工质对的汽液相平衡数据。在相平衡基础上,通过SRK(Soave-Redlich-Kwong)状态方程+WS(Wong-Sandler)混合规则+UNIFAC活度系数模型,关联得出混合体系的超额吉布斯自由能GE、超额焓HE和超额熵SE。计算结果表明,CO_(2)-ILs制冷工质对的超额性质均随温度、压力、CO_(2)液相摩尔分数以及离子液体中阳离子上烷基链长度等因素变化,GE均为负值,最大值为-1066.88 J·mol^(-1),且GE随温度、压力和ILs阳离子碳基链长度增大而减小,HE均为正值,最大值为407.24 J·mol^(-1),且H^(E)随温度、CO_(2)溶解度及ILs阳离子碳基链长度增大而减小,SE最大值为7.88 J·mol^(-1)·K-1,且SE随温度和压力的增大而减小、随ILs阳离子碳基链长度增大而增大。根据汽液相平衡时计算的压力平均相对偏差,可证明所选模型在计算CO_(2)-[C_(n)-mim][Tf_(2)N](n=2,4,6,8)系统超额性质的准确性。

SRK方程结合超额Gibbs自由能规则预测汽液平衡

SRK方程结合范德华混合规则应用于极性体系会产生较大误差,而结合超额Gibbs自由能(GE)型混合规则能得较好的结果。Wong-Sandler(WS型)混合规则是基于无穷大压力的GE型混合规则,文中对提出一种基于常压的改进型WS(MWS型)混合规则,利用SRK方程分别结合WS型和MWS型混合规则对多个二元极性体系汽液平衡进行预测。比较结果表明,采用SRK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。

环境温度对七氟丙烷灭火瓶内气-液平衡特性的影响研究

为研究在储存状态下,环境温度对瓶内七氟丙烷(HFC-227ea)灭火剂相平衡状态的影响,基于PR方程和WS混合规则,通过MATLAB软件编写程序,对HFC-227ea灭火剂储存状态进行相平衡计算,研究了灭火瓶内压力随环境温度改变的变化规律,分析了各组分气液相变化情况。结果表明:环境温度改变对HFC-227ea气相摩尔分数影响较大,对液相摩尔分数影响较小,HFC-227ea的气化使得灭火瓶内压力增大。储存状态的改变对灭火系统自身的安全性和可靠性会产生影响,因此通过计算了解环境温度变化时系统内压力的变化以及各组分气液相变化情况,有助于完善HFC-227ea灭火系统的设计。

SRK-WS-COSMOSAC模型关联二元体系汽液平衡

基于量子力学计算的真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)在预测纯组分饱和蒸汽压、混合物汽液平衡、液液平衡等方面已取得重要进展,但在模型参数的优化方面还不尽人意。COSMO-SAC(segment activity coefficient)活度系数模型是COSMO-RS模型的1种改进形式,在汽液平衡预测方面能够符合热力学一致性。本文通过WS混合规则将COSMO-SAC与SRK状态方程结合应用于二元体系汽液平衡数据的关联,首次利用牛顿-拉夫逊迭代算法获得多个二元体系最优化的二元交互作用系数k_(12),填补文献空白。在较宽温度和压力范围内对不同类型二元体系(包括烃与烃,烃与醇,烃与酮,烃与酯,以及醇与水等)汽液平衡数据进行关联的结果表明,采用最优化的二元交互作用系数k_(12)后,模型的计算精度大大提高,与实验数据吻合良好。尤其对醇,水等体系,优化后的模型关联精度明显优于文献数据。