Zad. 1
Korzystając z równania stanu gazu:
Doskonałego
rzeczywistego: van der Waalsa, Redlicha-Kwonga, Redlicha-Kwonga-Soeve, Penga-Robinsona
rzeczywistego Lee i Kesslera
Określić dla wskazanej substancji w zadanych warunkach temperatury i ciśnienia:
- objętość 1kg substancji zgodnie z punktami a,b,c
Wyniki obliczeń porównać z wartościami zestawionymi w załączonej tabeli traktując te ostatnie jako wartości doświadczalne
Substancja R502 T=346K
Masa molowa: 111,6 g/mol
Temp wrzenia: 227,53K
Wartości krytyczne: PC=4,0645 MPa, Tc=355,31K, dc=0,5610g/cm3
Wartości dla stanu idealnego gazu: h0=373,11kJ/Kg, s0=1,7510kJ/kg*K
Równanie stanu doskonałego pV=ZnRT Z jest równe 0
Równanie stanu gazu rzeczywistego: pV=ZnRT z jest różne od 0
Na końcu tabela:
| Substancja | R502 | Objętość fazy gazowej | Błąd względny | Objętość fazy ciekłej | Błąd względny |
|---|---|---|---|---|---|
| Równanie stanu gazu | 1. Doskonałego 2. Van der Waals 3. Redlicha-Kwonga 4.Redlicha-Kwonga-Soeve 5. Peng-Robinson 6. Lee i Keslera |
0,0076 m3/kg 0.0076 m3/kg 0.0015 m3/kg 0.007 m3/kg |
|||
| Wartości doświadczalne |
$$w = \frac{3}{7} \times \left( \frac{lgpc - 5,0057}{\frac{\text{Tc}}{\text{Tw}} - 1} \right) - 1$$
| T | P | V’ | V’’ | H’ | H’’ | R | S’ | S’’ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | mPa | dm3/kg | dm3/kg | kJ/kg | kJ/kg | kJ/kg | kJ/kgK | kJ/kgK |
| 346 | 3,38242 | 1,1358 | 3,8078 | 296,04 | 358,45 | 62,40 | 1,3005 | 1,4808 |
‘ faza ciekła
‘’ faza gazowa
Obliczenia – równanie stanu gazu doskonałego:
pV = nRT
$$V = \frac{\text{RT}}{\text{pM}} = \frac{0.008314 \times 346}{3382.420 \times 0.1116} = 0.0076m^{3}/kg$$
Van der Waals:
M=0.1116 #kg/mol
R=0.008314#J/mol*K
T=346#K
p=3382.420#Pa
Tc=355.31#K
pc=4064.500#Pa
m=1#kg
a=(27*R^2*Tc^2)/(64*pc)
b=(R*Tc)/(8*pc)
f(Z)=Z^3-(b+1)*Z^2+a*Z-a*b
Z(min)=-1
Z(max)=1
V=(Z*R*T)/(p*M)
Substancja gazowa, gdyż temperatura doświadczenia 346K a temperatura wrzenia wynosi 227K.
Redlich-Kwong:
M=0.1116 #kg/mol
R=0.008314#J/mol*K
T=346#K
p=3382.420#Pa
Tc=355.31#K
pc=4064.500#Pa
m=1#kg
a=(0.42748*R^2*Tc^2.5)/pc
b=(0.08664*R*Tc)/pc
A=(a*p)/(R^2*T^2.5)
B=(b*p)/(R*T)
n=m/M
f(Z)=Z^3-Z^2-Z*(B^2+B-A)-A*B
Z(min)=-1
Z(max)=1
V=(Z*R*T)/(p*M)
Redlich-Kwong-Soeve:
M=0.1116 #kg/mol
R=0.008314#kJ/mol*K
T=346#K
p=3382.420#kPa
Tc=355.31#K
pc=4064.500#kPa
Tr=T/Tc
pr=p/pc
w=(3/7)*(Tr/(1-Tr))*log(pc/101.3)-1
m=0.48+1.574*w-0.176*w^2
alfa=(1+m*(1-Tr^0.5))^2
aT=(0.42748*R^2*Tc^2*alfa)/pc
A=(aT*p)/(R^2*T^2)
B=(0.08664*pr)/Tr
f(Z)=Z^3-Z^2-Z*(B^2+B-A)-A*B
Z(min)=-1
Z(max)=0.5
V=(Z*R*T)/(p*M)
Peng-Robinson:
M=0.1116 #kg/mol
R=0.008314#kJ/mol*K
T=346#K
p=3382.420#kPa
Tc=355.31#K
pc=4064.500#kPa
m=1#kg
Tr=T/Tc
pr=p/pc
w=(3/7)*(Tr/(1-Tr))*log(pc/101.3)-1
mm=0.37464+1.54226*w-0.26992*w^2
alfa=(1+mm*(1-Tr^0.5))^2
aT=(0.45724*R^2*Tc^2*alfa)/pc
b=(0.0778*R*Tc)/pc
A=(aT*p)/(R^2*T^2)
B=(b*p)/(R*T)
f(Z)=Z^3-(1-B)*Z^2+(A-3*B^2-2*B)*Z-(A*B-B^2-B^3)
Z(min)=-0.1
Z(max)=1
V=(Z*R*T)/(p*M)
Zad. 2
Korzystając z równań stanu gazu:
-Van der Waalsa
-Redlicha-Kwonga
-Penga-Robinsona
-Lee i Keslera
Oraz tablic Lee-Keslera policzyć entalpię i entropię dla 1 kg wskazanej substancji oraz współczynnik lotności w zadanych warunkach temperatury i cieśnienia. Wyniki obliczeń porównać z wartościami wyznaczonymi doświadczalnie. Skorzystać z objętości substancji w fazie gazowej wyliczone w zadaniu 1.
Dla każdego równania wyliczyc błąd względny (entalpia, entropia). Wyniki umieścić w tabeli i napisać wnioski.
Tabela 1. Wyniki obliczeń entropii i entalpii z analizą błędów.
Tabela 2. Wyniki obliczeń współczynnika lotności
Wyszukiwarka