首页 > 行业资讯 > 【论文精选】混合工质临界温度和临界压力预测

【论文精选】混合工质临界温度和临界压力预测

时间:2023-02-27 来源: 浏览:

【论文精选】混合工质临界温度和临界压力预测

原创 郑利文,等 煤气与热力杂志
煤气与热力杂志

GAS-HEAT1978

《煤气与热力》始于1978年,创刊于1981年,中国核心期刊,中国土木工程学会燃气分会会刊。筛选燃气供热行业最有价值的技术信息,新闻分类整理、政策标准、热点讨论、投稿查询、论文检索、写作指导、编委风采、精品会议……

收录于合集

官网注册后

http://www.gasheat.cn

免费下载论文

http://www.gasheat.cn/Periodical/index.html

者: 郑利文田中允郑文科陈杰宓晓光姜益强

第一作者单位: 哈尔滨工业大学  建筑学院  寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实 验室

摘自《煤气与热力》2023年2月刊

参考文献示例

郑利文,田中允,郑文科, 混合工质临界温度和临界压力预测 [J].    煤气与热力, 2023,43(2) :A01-A08.
1    概述
当流体压力和温度超过特定值时,会进入超临界状态。这个特定的压力和温度就是临界压力和临界温度。流体在超临界状态下不再有气体和液体的界限,与标准状态下的气体和液体相比,其密度和液体在同一数量级,黏度与气体相近,扩散系数和液体相近 1 3 。在临界点附近,流体的物性参数会发生比较剧烈的变化,因此确定流体的临界温度和临界压力尤为重要。
对于混合工质的临界参数, PENG 4 很早就提出了利用双参数状态方程和吉布斯自由能判据结合的方法进行计算,这种计算方法是利用解析的方法求解。由于近几年计算机技术的发展,图像识别等计算机技术被广泛用于识别两相流流态等复杂研究中 5 。张楠等 6 提出使用径向基函数神经网络的方法对临界状态参数进行预测,该方法使用的 S-R-K 状态方程 7 P-R 状态方程 8 的形式较复杂,计算过程较繁琐。为快速预测混合工质的临界参数,往往利用经验公式或者经验公式与状态方程相结合的方法,预测出临界温度和临界比体积,再根据状态方程预测出相应的临界压力。因此,为保证快速预测的准确性,经验公式的预测效果尤为重要。与其他热力学参数相比,混合工质的临界温度和临界压力不是纯工质参数按照摩尔分数的线性加权。为预测混合工质的临界温度和临界压力,许多学者提出了相应的经验公式, Redlich 9-10 在这方面做了许多研究,对关联式进行了准确性评价 11 Li 12 Chueh 13 分别提出不包含、包含相关系数的经验公式, He 14 在文献[ 13 ]基础上用摩尔分数替换表面分数,提出新的方法。一些学者也提出了根据实验结果拟合出的含相关系数的经验公式 15-16 Teja 17 Wilson 公式基础上扩充了实验数据,修正了参数。
本文将文献[ 12-15 17 ]中的 5 个临界温度预测经验公式分别称为 Li 温度公式、 Chueh 温度公式、 He 温度公式、 Grieves 温度公式、 Wilson 温度公式,将文献[ 14 17 ]中的 2 个临界压力预测经验公式分别称为 He 压力公式、 Wilson 压力公式。使用这些公式,分别预测 6 种二元工质的临界温度和临界压力。
本文量符号θ j T cj x j p cj 中的 j i 意义相同,因此对这几个量不再单独说明;量符号θ j 的计算方法与θ i 相同,因此计算公式不再单独给出。
2   5 个临界温度预测经验公式

3   2 个临界压力预测经验公式

4    经验公式预测效果评价指标

5    预测结果与分析

5.1   已知条件

1    纯工质临界参数

5.2   预测值与实验值曲线对比
针对这 6 组二元工质,当某组中某纯工质摩尔分数变化时,分别预测出二元工质的临界温度和临界压力,并将预测值与实验值进行对比,见图 1 2 。从图 1 2 能够直观看出各经验公式预测值与实验值的接近程度。
1    二元工质临界温度预测值与实验值对比
2    二元工质临界压力预测值与实验值对比
5.3   预测效果分析
为客观评价各经验公式的预测效果,计算得到各二元工质临界温度、临界压力的均方根误差和平均绝对值相对偏差,见表 2 3

2    二元工质临界温度预测值与实验值的 IRMSE IMARD

3    二元工质临界压力预测值与实验值的 IRMSE IMARD

6    结论
①在对二元工质临界温度预测中, Grieves 温度公式预测效果最好,但要求对于不含甲烷的二元工质,其纯工质的临界温度比应为 1.0~2.4 ;对于含甲烷的二元工质,其纯工质的临界温度比应为 1.5~3.3 Chueh 温度公式对于除 CO 2 +R1234yf CO 2 +R1234ze E )以外的 4 组二元工质预测效果很好,对于分子相差较大的二元工质预测效果不佳。 Li 温度公式在二元工质中 2 种纯工质的摩尔质量相差较大时预测效果不佳,适用于有机物二元工质。 He 温度公式在 2 种工质相容性不好或当 1 种工质为甲烷时预测效果较差。 Wilson 温度公式受实验数据限制,能预测的工质有限。
He 压力公式和 Wilson 压力公式,除了对 C 3 H 8 +n-C 4 H 10 二元工质临界压力预测效果较好外,对其他二元工质临界压力的预测效果不理想。 Wilson 压力公式受实验数据限制,能预测的工质有限。

③在对混合工质临界温度和临界压力进行预测时,应根据工质种类和预测精度要求选择合适的经验公式。

参考文献:

  ]丛凯峰 螺旋盘管内超临界流体湍流换热数值模拟(硕士学位论文)[ D 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2017 1-3.
  ]周昭勇 超临界甲烷 / 氢混合工质冷却换热特性研究(硕士学位论文)[ D 上海:上海交通大学, 20142-4.
  ]王亚洲 低温甲烷在水平圆管中的超临界湍流传热数值研究(硕士学位论文)[ D 杭州:浙江大学, 20101-7.
  PENG D Y ROBINSON D B. A Rigorous Method for Predicting the Critical Properties of Multicomponent Systems from an Equation of State J . AIChE Journal 19772 137-144.
  ]翁润滢,孙斌,赵玉晓,等 基于自适应最优核和卷积神经网络的气液两相流流型识别方法[ J 化工学报, 201812 5065-5072.
  ]张楠,陈龙祥,胡芃 混合工质临界性质的推算研究[ J 化工学报, 2019S2 1-7.
  SOAVE G. Equilibrium Constants from a Modified Red lich-Kwong Equation of State J . Chemical Engineering Science 19726 1197-1203.
  PENG D Y ROBINSON D B. A New Two-Constant Equation of State J . Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals 19761 59-64.
  REDLICH O KISTER A T. Algebraic Representation of Thermodynamic Properties and the Classification of Solutions J . Industrial & Engineering Chemistry 19482 345-348.
10 REDLICH O KISTER A T. On the Thermodynamics of Solutions. VII. Critical Properties of Mixtures J . The Journal of Chemical Physics 19628 2002-2009.
11 ACKERMAN F J REDLICH O. On the Thermodynamics of Solutions. IX. Critical Properties of Mixtures and the Equation of Benedict Webb and Rubin J . The Journal of Chemical Physics 196311 2740-2742.
12 LI C C. Critical Temperature Estimation for Simple Mixtures J . The Canadian Journal of Chemical Engineering 19715 709-710.
13 CHUEH P L PRAUSNITZ J M. Vapor-Liquid Equilibria at High Pressures Calculation of Critical Temperatures Volumes and Pressures of Nonpolar Mixtures J . AIChE Journal 19676 1107-1113.
14 HE M G LIU Y LIU X Y. Prediction of Critical Temperature and Critical Pressure of Multi-Component Mixtures J . Fluid Phase Equilibria 2017 441 2-8.
15 GRIEVES R B THODOS G. The Critical Temperatures of Multicomponent Hydrocarbon Systems J . AIChE Journal 19624 550-553.
16 GRANT M W. Vapor-Liquid Equilibrium. XI. a New Expression for the Excess Free Energy of Mixing J . Journal of the American Chemical Society 19642 127-130.  
17 TEJA A S GARG K B SMITH R L. A Method for the Calculation of Gas-Liquid Critical Temperatures and Pressures of Multicomponent Mixtures J . Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development 19834 672-676.
18 NAJAFI H MAGHBOOLI B SOBATI M A. Prediction of True Critical Temperature of Multi-Component Mixtures an Extension to Chueh and Prausnitz Method J . Fluid Phase Equilibria 2014 363 1-17.
19 NAJAFI H MAGHBOOLI B SOBATI M A. Prediction of True Critical Pressure of Multi-Component Mixtures Extending Fast Estimation Methods J . Thermochimica Acta 2017 655 155-168.
20 JUNTARACHAT N BELLO S PRIVAT R et al. Validation of a New Apparatus Using the Dynamic Method for Determining the Critical Properties of Binary Gas/Gas Mixtures J . Journal of Chemical & Engineering Data 20133 671-676.
21 JUNTARACHAT N VALTZ A COQUELET C et al. Experimental Measurements and Correlation of Vapor-Liquid Equilibrium and Critical Data for the CO 2 +R1234yf and CO 2 +R1234zeEBinary Mixtures J . International Journal of Refrigeration 2014 47 141-152.
22 KATO R SHIRAKAWA K NISHIUMI H. Critical Locus and Vapor-Liquid Equilibria of HFC32-HFC125 System J . Fluid Phase Equilibria 2002 194-197 995-1008.
(本文责任编辑:林国真)

维普免费下载《煤气与热力》论文(现刊和过刊均可)

日前,《煤气与热力》杂志社有限公司在维普网站 http://cqvip.com/ 开通论文免费下载服务,论文刊出后两个月后,可在维普网站查询,并直接免费下载。在维普网站 免费下载《煤气与热力》论文 步骤如下:

1. 在维普网站注册会员。

2. 搜索出《煤气与热力》论文,点击进入。

3. 论文免费下载界面截图见上图。点击“免费下载”,可直接下载该论文。

声明:本文著作权(版权)归《煤气与热力》杂志社所有,严禁任何微信号及媒体未经授权许可随意转载。 PS: 当然欢迎大家转发到朋友圈!

更多论文请登录煤气与热力杂志官方网站,免费注册会员阅读电子期刊。阅读步骤:登录http://www.gasheat.cn/→页面右上角注册会员→注册成功后点击《煤气与热力》→期刊索引→点击某期期刊封面即可阅读当期文章。

版权:如无特殊注明,文章转载自网络,侵权请联系cnmhg168#163.com删除!文件均为网友上传,仅供研究和学习使用,务必24小时内删除。
相关推荐