Комбинированное уравнение состояния метана на основе регулярного уравнения Бендера с масштабной частью явного вида до 50 МПА

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Предложено комбинированное уравнение состояния метана в реальных переменных давление p — температура T — плотность r, позволяющее произвести расчет теплоемкостей Cv, Cp, и скорости звука W в явном виде в однофазных состояниях, включая критическую область. Уравнение содержит регулярную часть в форме уравнения Бендера для p(r,T) с 19 коэффициентами, масштабную часть с шестью коэффициентами и кроссоверную функцию явного вида (два коэффициента). Коэффициенты определены по массиву p,r,T-данных СH4 до 30 МПа, данные по Cv, Cp и W не привлекались, кроме зависимости Cv(T) в идеально-газовом состоянии и значения Cv при 100 К на ветви жидкости пограничной кривой. В регулярной области расчетные величины Cv, Cp и W близки к экспериментальным и табличным значениям, в критической области расхождения с табличными величинами не более 5%. Cреднеквадратичная погрешность давления sр = 0.8%, погрешность в Cv не более 5%. Результаты расчетов сравнены с кроссоверными уравнениями состояния для СН4. Сделан вывод о преимуществе предлагаемой модели уравнения состояния для расчетов теплофизических свойств метана.

About the authors

П. П. Безверхий

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Author for correspondence.
Email: ppb@niic.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск

Н. И. Мацкевич

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Email: ppb@niic.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск

References

  1. Ernst G., Keil B., Wirbser H., Jaeschke M. // J. Chem. Thermodyn. 2001. V. 33. P. 601. doi: 10.1006/jcht.2000.0740
  2. Syed T.H., Hughes T.J., Marsh K.N., May E.F. // J. of Chem. Eng. Data. 2012. V. 57. No. 12. P. 3573. Dx.doi.org/10.1021/je300762m
  3. Xiong Xiao, Al Ghafri Saif Z.S., Rowland D. et al. // Fuel. 2021. V. 296. 120668. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.120668
  4. Сычев В.В., Вассерман А.А., Загорученко В.А. и др. Термодинамические свойства метана. ГСССД. Серия: Монографии. М.: «Изд. cтандартов», 1979. 348 с.
  5. Friend Daniel G., Ely James F. and Ingham Hepburn // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 18. No. 2. P. 583.
  6. Setzmann U., Wagner W. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1991. V. 20. No. 6. P. 1061.
  7. Sievers U. and Schulz S. // Fluid Phase Equilibr. 1980. V. 5. P. 35. https://doi.org/10.1016/0378-3812(80)80042-2
  8. Bender E. // Amer. Soc. Mech. Engrs. New York: 1970. P. 227.
  9. Bender E. // Cryogenics. 1975. V. 15. P. 667.
  10. Kiselev S.B., Ely J.F. // Fluid Phase Equilibr. 2007. V. 252. P. 57.
  11. Григорьев Б.А., Герасимов А.А., Григорьев Е.Б. // Химия и химическая промышленность. 2010. № 3. C. 52.
  12. Безверхий П.П., Дутова О.С. // Теплофиз. и аэромехан. 2023. Т. 30. № 1. С. 147.
  13. Meshalkin A B., Dutova O. S. // J. of Phys.: Conference Series. 2020. V. 1677. 012171. doi: 10.1088/1742-6596/1677/1/012171.
  14. Безверхий П.П., Мартынец В.Г., Матизен Э.В. // ЖЭТФ. 2009. Т. 136. Вып. 2 (8). С. 311.
  15. Bezverkhii P.P., Martynets V.G., Kaplun A.B. et al. // Int. J. of Thermophys. 2020. V. 41: 2. https://doi.org/10.1007/s10765-019-2576-3.
  16. Безверхий П.П., Мартынец В.Г., Каплун А.Б. et al.// ТВТ. 2017. Т. 55. № 5. С. 706.
  17. Безверхий П.П., Мартынец В.Г., Каплун А.Б. et al.// Там же. 2017. T. 55. № 5. C. 716.
  18. Kleinrahm R., Wagner W. // J. Chem. Thermodyn. 1986. V. 18. P. 739. https://doi.org/10.1016/0021-9614(86)90108-4
  19. Agayan V.A., Anisimov M.A., Sengers J.V. // Phys. Rev. E. 2001. V. 64. 026125.
  20. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1962. 1097 с.
  21. Паташинский А.З., Покровский В.Л. Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: «Наука», 1982. 382 c.
  22. Haendel G., Kleinrahm R., Wagner W. // J. Chem. Thermodyn. 1992. V. 24. P. 685. https://doi.org/10.1016/S0021-9614(05)80076-X
  23. Klimeck J., Kleinrahm R., Wagner W. // Ibid. 2001. V. 33. P. 251. https://doi.org/10.1006/jcht.2000.0711
  24. Kleinrahm R., Duschek W., Wagner W. // Ibid. 1986. V. 18. P. 1103. https://doi.org/10.1016/0021-9614(86)90158-8
  25. Younglove B.A.// J. of Reseach of NBS (Phys. and Chem.). 1974. V. 78A. № 3. P. 401.
  26. Анисимов М.А., Бекетов В.Г., Воронов В.П. и др. Теплофизические свойства веществ и материалов. М: «Изд-во стандартов», 1982. Вып. 16. C. 124–135.
  27. Jones M.L.; Mage D.T.; Faulkner R.C. et al. // Chem. Eng. Prog. Symp. Ser. 1963. V. 59. No. 44. P. 52.
  28. Roder H.M. // J. of Reseach of NBS (Phys. and Chem.). 1976. V. 80A. No. 5–6. P. 739.
  29. Kasteren H.G., Zeldenrust H. // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1979. V. 18. No. 4. P. 339.
  30. Sivaraman A., Gammon B.E. // Gas Research Institute Report. 1986. No. 86-0043.
  31. Straty G.C. // Cryogenics. 1974. V. 14. P. 367.
  32. Ewing M.B., Goodwin A.R.H. // J. Chem. Thermodyn. 1992. V. 24. No. 12. P. 1257. https://doi.org/10.1016/S0021-9614(05)80266-6
  33. Gammon B.E., Douslin D.R. // J. Chem. Phys. 1976. V. 64. P. 203. http://dx.doi.org/10.1063/1.431952
  34. Trusler J.P.M., Zarari M. // J. Chem. Thermodyn. 1992. V. 24. No. 9. P. 973. https://doi.org/10.1016/S0021-9614(05)80008-4
  35. Kurumov D.S., Olchowy G.A., Sengers J.V. // Int. J. Thermophys. 1988. V. 9. No. 1. P. 73.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences