流体混合物热力学性质计算的混合法则新进展

回顾近期关于流体混合物热物性混合法则的研究新进展,特别是余吉布斯自由能(GE)和余亥姆霍兹自由能(AE)型混合法则的拓展及应用,重点介绍一种基于AE,仅通过偏微分方程便可计算混合物所有热力学性质的混合法则。可为发展未知流体混合物热物性计算方法以及各种常见混合物热物性的工程应用提供参考和依据。     

一种新的对比态混合物状态方程的建立

1引言在混合替代工质的研究中，要分析其热力学性质和循环性能，必须有能够准确描述混合制冷剂性质的状态方程。目前计算采用的各种混合状态方程都必需有混合物各组分间的二元交互作用系数Kij。Kij的值一般需要由回归二元混合工质的PVTx实验数据或相平衡数据而得到。实际的混合工质替代研究中，常常没有或缺少混合物的实验数据。对于二元混合物而言，其热力性质应与组成这种混合物的两种纯质的性质密切相关，有可能以纯质的物性来表达混合物的性能，而大多数纯质制冷剂都有用实验数据回归的精度很高的专用状态方程和蒸气压方程。所以，如…     

基于无穷压力为参考态的超额自由能混合规则

本文从超额Helmholtz自由能的热力学一般关系式出发,给出了一个以无穷压力为参考态的,具有良好理论基础的超额自由能混合规则．该混合规则考虑了混合物分子体积大小差异的影响,通过引入一个经验参数f,减少了计算中自由能项和对数项的双重影响．该混合规则结合PR立方型状态方程及NRTL活度系数模型,对16种非极性体系、非极性-极性体系、极性与极性体系的汽液相平衡数据进行了关联,与实验数据显示了良好的一致性．与原WS混合规则相比,精度有了一定的提高,且该混合规则只包括活度系数模型参数．     

使用通用状态方程计算流体热力性质和气液平衡

作者曾在文献[1]和[2]中分别提出了一个适用于包含极性流体的通用状态方程和新的混合法则。本文从这个方程导出了通用导数压缩性系数Z_P和Z_T的解析式,并用此计算流体热力性质;又使用该方程和混合法则与作者在文献[3]中提出的对量子流体临界参数修正相结合的对应态方法,计算高压含氢混合物的气液平衡。     

混合物状态方程的计算

多介质流体动力学过程的数值模拟往往涉及混合物状态方程的计算. 做图法和Newton 法是混合物状态方程计算常采用的方法, 前者虽直观精度却差, 后者计算效率高却只具有局部收敛性, 当解与其初始猜测值相差较远时Newton法不一定能够获得收敛解. 为此, 本文给出一种具有大范围收敛性的嵌入算法(imbedding method)求解混合物状态方程, 其基本思想是通过引入嵌入参数, 将待解的混合物状态方程和易解的混合物状态方程线性组合, 构成嵌入方程组, 当嵌入参数从0连续地变化到1 时, 嵌入方程组的解由易解的混合物状态方程的解连续地变化为待解的混合物状态方程的解. 嵌入方程组可由Newton法迭代求解, 也可转化为以嵌入参数为自变量的常微分方程组, 从而易于由成熟的计算方法如梯形法等进行求解. 进一步利用热力学基本关系, Maxwell形式的微分方程描述了压力和温度随嵌入参数的演化速率与应变速率和组分质量分数演化速率的关系. 对铅锡混合物热力学量的计算表明了本文算法的有效性.     

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。     

多组分介质低温相平衡的理论研究现状

多元混合工质的相平衡特性是复杂且重要的问题之一。文中综述了国内外多组分介质相平衡的理论研究现状,包括状态方程和混合规则的改进、活度系数模型的研究以及对特定体系计算方法的研究等。并总结了适用于低温下尤其是针对天然气组分的相平衡计算方法。     

一个制冷工质的立方型状态方程

一个制冷工质的立方型状态方程吴之春,马一太,吕灿仁,高志明,王怀信（天津大学热能研究所天津３０００７２）关键词立方型状态方程,制冷工质１弓ｌ言立方型状态方程因其具有简单灵活、求解方便等优点,被广泛应用于实际工程计算。在制冷工程计算中较为常用的有ＲＫＳ...     

氘、氦及其混合物状态方程第一原理研究

利用量子分子动力学方法对氘、氦及其混合物的状态方程进行了研究. 计算了氦在密度0.32-5 g/cm³, 温度1000-50000 K范围内的状态方程, 并与化学模型的结果进行了比较; 同时计算了冲击Hugoniot曲线, 与气炮实验的结果符合得很好. 通过计算对分布函数及态密度, 探讨了氦在高温高压下发生金属-绝缘体转变的机理. 计算了氘在密度0.19-0.84 g/cm³, 温度20-50000 K范围内的状态方程; 并计算了理论Hugoniot状态, 由于没有考虑原子的零点运动, 在低温区, 理论结果比实验值小. 对氘氦混合物的状态方程进行了研究, 计算了温度和密度区间为100-50000 K, 0.19-0.84 g/cm³, 不同混合度下的293个状态点的状态方程. 对线性混合近似进行了考查, 结果表明线性混合近似是一个粗略的近似.     

一个新的立方型状态方程

一、引言 迄今所发表的立方型状态方程中,以RK方程的应用最为普遍。Soave提出了RK方程的改进形式,称为RKS方程,成功地引入偏心因子ω,显著地提高了计算的精度。Peng和Robinson采用了同一原理,提出了一个类似于Soave方程的新形式即PR方程,其普遍化的临界压缩因子值为0.307,与实际流体更为接近,液相精度有所提高。然而,上述三个方程都不能用于极性物质,而且液相精度仍然偏低。本文提出一新的立方型状态方程,它不但对饱和液相比容计算精度明显提高,而且能同时用于非极性和极性较强的物质。     

对立方型状态方程的分析和改进及对超临界工质的计算

1对现有立方型状态方程特性的分析研究与改进现有的立方型状态方程无论是SRK方程还是PR方程都有其固定的适用范围，井且与偏心因子有关。另外，这两个方程的引力项中均引人温度函数叫Tr；叫。但是，偏心因子。不反映强极性物质的特点，这对计算强极性质起不到应有的作用，还有这两个方程中的常数a和b，其系数几和成都是定值，特别是门数值偏大，对计算液体密度是不利的，甚至有时还出现摩尔体积比6值还小，即V＜6，这是很不合理的。在超临界流体区流体密度也比较大，相当于液体密度，故这种状态方程也不适用，基于这些不足之处，本文作者…     

二元混合制冷剂CO2/R600的气液相平衡研究

采用PR状态方程及其混合法则对不同配比的二元混合制冷剂CO2/R600的气液相平衡进行了计算,将计算结果与相关文献数据进行了比对。结果表明,该文的计算结果与文献数据吻合较好,推算方法可用于CO2/R600混合制冷剂的基本热物性预测。     

一种基团贡献法的非共沸工质气液相平衡模型

本文引入一种基于基团贡献的逸度系数模型来解决常规模型对非共沸混合制冷剂气液相平衡预测精度不足的问题,该模型只使用较少的共性基团参数就能推算大量多元混合物的物性.使用PR状态方程结合vdW混合规则来描述气相逸度、UNI-FAC模型来描述液相逸度.通过对R32+R236fa非共沸混合工质对的气液相平衡饱和蒸汽压力进行计算,并将结果与实验数据、REFPROP 8.0商业软件计算值对比分析.结果 表明:本文模型比REFPROPS.0软件更适应于混合工质;此外,该模型只考虑基团间相互作用,简化了热物性计算.基于提出的模型,绘制了R32+R236fa非共沸混合工质在278.15～363.15 K的相图.     

混合物质高压状态方程的计算

 介绍了在温度相同的条件下,混合物中各组元通过密度-压强迭代法,达到温度和压强平衡,再结合叠加原理,编程计算出混合物质状态方程。为验证该程序,对氘氚与氩按不同比例混合时的状态参量进行了分析。当氘氚中含少量氩时,计算得到的状态方程与纯氘氚符合较好;同样地,氩中含少量氘氚时的状态方程也与纯氩的很接近。这说明该程序是可行的。     

三次维里型对比状态方程对化工机械实际混合气体的开发

本文应用统计力学方法,以简单的几何平均法则作为气体分子力参数(σ及ε)关联的特征组合规则,提出一则可供确定实际混合气体虚拟混合规则的新的简单关联式.应用新混合规则与本课题组于1983年所提出的三次维里型对比状态方程相结合,能使该状态方程对化工机械实际混合气体得以有效的开发.本文新方法计算结果与实验数据十分吻合.     

普遍化范德华配分函数

对纯流体及其混合物的普遍化范德华配分函数的推导作系统阐述。由该配分函数可导出一些重要的状态方程、混合规则及活度系数模型。还分析了与密度有关的局部组成模型的低密度边界条件，从而可为建立新的局部组成模型及其应用于流体相平衡计算提供理论依据     

面心立方晶格的非简谐效应

本文以氩（Ａｒ）晶体为例，讨论了原子作非简谐振动对面心立方晶体的压缩系数、热容量、状态方程、格林乃森常数等的影响。     

立方型Ti-B-N的光学性质的计算

立方型TiBN材料的光学性质对于深刻理解TiBN薄膜材料的光学性质,以及监测和控制TiBN薄膜材料的生长过程起着重要作用。使用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法计算了立方型TiBN的电子结构和光学性质,给出了电子态密度、介电常数、吸收系数、反射力、折射系数、消光系数等计算结果,并对计算结果作了分析。态密度图显示,存在源于B的2p态的态密度峰,分析认为这对立方型TiBN的光学吸收造成了明显影响。同时还计算了立方型TiBN的色度坐标,并根据计算结果对工艺参量与TiBN薄膜材料色度坐标之间的联系作出了分析。     

高温高压下液态铁的状态方程

基于高温高压下面心立方(FCC)铁的状态方程和熔化温度实验数据,建立了热力学模型计算FCC铁、固-液混合相、液态铁在高温高压下的状态方程.在相同密度和温度下,计算的FCC铁、固-液混合铁、液态铁的压强与实验测量结果较为一致,且计算结果与实验结果平均偏差分别为-1.61 GPa、1.05 GPa、-0.05 GPa.在0～100 GPa压强范围内,当铁完全发生熔化时,随着压强的增大其密度变化由-7.5%下降至2.7%.     

用改进的PT方程计算低温流体混合物的汽液平衡

本用改进的ＰＴ状态方程对２１种常见的低温流体混合物的汽液平衡进行了计算，并与原始ＰＴ方程，ＰＲ方程琢ＰＲＯＭＩＸ软件的计算结果进行了比较。结果表明，用改进的ＰＴ方程计算所得结果与实验值的偏差优于原始ＰＴ方程，ＰＲ方程及ＰＲＯＭＩＸ软件的计算结果。