Применение модифицированной модели Ван-дер-Ваальса для расчета фазовых диаграмм бинарных смесей гелия, неона, водорода и дейтерия

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

На основе разработанной ранее модифицированной модели Ван-дер-Ваальса для индивидуальных веществ построены обновленные термические уравнения состояния гелия, неона, водорода и дейтерия до давлений ~200 МПа и температур ~1000 К, согласующиеся с экспериментальными данными по изотермическому сжатию с точностью ~1% по плотности (за исключением области вблизи критической точки). Их достоинством является сравнительно небольшое (пять) число свободных параметров. С применением этих уравнений на основе модифицированной модели Ван-дер-Ваальса для смесей выполнено описание фазовых диаграмм бинарных смесей гелия, неона, водорода и дейтерия друг с другом и некоторыми другими веществами (аргон, метан, двуокись водорода и др.). При использовании одного дополнительного параметра достигнуто удовлетворительное согласие с экспериментом по фазовому равновесию жидкость–газ для большинства названных смесей до давлений ~200 МПа. Разработанный подход может быть использован для описания фазовых диаграмм, отличных от рассмотренных бинарных смесей.

作者简介

А. Медведев

РФЯЦ-ВНИИ экспериментальной физики

编辑信件的主要联系方式.
Email: postmaster@ifv.vniief.ru
俄罗斯联邦, г. Саров

参考

  1. Фортов В.Е. Экстремальные состояния вещества. M.: Физматлит, 2009. С. 303.
  2. Фортов В.Е. Уравнения состояния вещества. От идеального газа до кварк-глюонной плазмы. M.: Физматлит, 2013. C. 492.
  3. Iosilevski I., Hyland G., Yakub E., Ronchi C. The Equation of State of UO 2 // Int. J. Thermophys. 2004. V. 22. P. 1253.
  4. Iosilevskiy I., Gryaznov V., Yakub E., Ronchi C., Fortov V. Non-congruent Phase Coexistence in Strongly Coupled Chemically Reactive Plasmas // Contrib. Plasma Phys. 2003. V. 43. № 5–6. P. 316.
  5. Ronchi C., Iosilevskiy I., Yakub E. Equation of State of Uranium Dioxide. Berlin: Springer, 2004. P. 366.
  6. Иосилевский И.Л., Грязнов В.К., Семенов А.М., Якуб Е.C., Горохов Л.Н., Юнгман В.С., Башарин А.Ю., Брыкин М.В., Шейндлин М.А., Фортов В.E., Ronchi C., Hyland G.J., Pflieger R. Исследования неконгруэнтного испарения в продуктах высокотемпературного нагрева диоксида урана // Изв. РАН. Сер. Энергетика. 2011. № 5. С. 115.
  7. Маевский К.К., Кинеловский С.А. Термодинамические параметры смесей с нитридом кремния при ударно-волновом воздействии в представлениях равновесной модели // ТВТ. 2018. T. 56. № 6. С. 876.
  8. Богданова Ю.А., Губин С.А. Исследование версий термодинамической теории возмущений для моделирования свойств бинарных смесей флюидов в широкой области давлений и температур // ТВТ. 2022. Т. 60. № 5. С. 682.
  9. Беляков М.Ю. Уравнение состояния околокритической бинарной смеси на основе гипотезы перемешивания // ТВТ. 2024. Т. 62. № 1. С. 50.
  10. Беляков М.Ю. Критические аномалии и фазовые диаграммы бинарной смеси // ТВТ. 2023. Т. 61. № 2. С. 198.
  11. Rowland D., Hughes T.J., May E.F. Effective Critical Constants for Helium for Use in Equations of State for Natural Gas Mixtures // J. Chem. Eng. Data. 2017. V. 62. P. 2799.
  12. Aasen A., Hammer M., Lasala S., Jaubert J.-N., Wilhelmsen O. Accurate Quantum-corrected Cubic Equations of State for Helium, Neon, Hydrogen, Deuterium and Their Mixtures // Fluid Phase Equilibria. 2020. V. 524. P. 112790.
  13. Aasen A., Hammer M., M ü ller E.A., Wilhelmsen O. Equation of State and Force Fields for Feynman–Hibbs-corrected Mie Fluids. II. Application to Mixtures of Helium, Neon, Hydrogen, and Deuterium // J. Chem. Phys. 2020. V. 152. 074507.
  14. Peng D.Y., Robinson D.B. A New Two-constant Equation of State // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1976. V. 15. № 1. P. 59.
  15. Soave G. Equilibrium Constants from a Modified Redlich–Kwong Equation of State // Chem. Eng. Sci. 1972. V. 27. № 6. P. 1197.
  16. Уэйлес C. Фазовые равновесия в химической технологии. М.: Мир, 1989.
  17. Wilhelmsen O., Berstad D., Aasen A., Neksa P., Skaugen G. Reducing the Exergy Destruction in the Cryogenic Heat Exchangers of Hydrogen Liquefaction Processes // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 10. P. 5033.
  18. Salim P.H., Trebble M.A. A Modified Trebble–Bishnoi Equation of State: Thermodynamic Consistency Revisited // Fluid Phase Equilib. 1991. V. 65. P. 59.
  19. Kalikhman V., Kost D., Polishuk I. About the Physical Validity of Attaching the Repulsive Terms of Analytical EOS Models by Temperature Dependencies // Fluid Phase Equilib. 2010. V. 293. № 2. P. 164.
  20. Aasen A., Hammer M., Ervik A., M ü ller E.A., Wilhelmsen O. Equation of State and Force Fields for Feynman–Hibbs-corrected Mie Fluids. I. Application to Pure Helium, Neon, Hydrogen, and Deuterium // J. Chem. Phys. 2019. V. 151. № 6. 064508.
  21. Медведев А.Б. Модель уравнения состояния с учетом испарения, ионизации и плавления // ВАНТ. Сер. Теоретическая и прикладная физика. 1992. Вып. 1. С. 12.
  22. Медведев А.Б. Уравнение состояния и коэффициенты переноса аргона на основе модифицированной модели Ван-дер-Ваальса до давлений 100 ГПа // Физика горения и взрыва. 2010. Т. 46. № 4. С. 116.
  23. Медведев А.Б. Уравнение состояния диоксида кремния с учетом испарения, диссоциации и ионизации // Физика горения и взрыва. 2016. Т. 52. № 4. С. 101.
  24. Копышев В.П., Медведев А.Б., Хрусталев В.В. Уравнение состояния продуктов взрыва на основе модифицированной модели Ван-дер-Ваальса // Физика горения и взрыва. 2006. Т. 42. № 1. C. 87.
  25. Медведев А.Б. Определение фазовой диаграммы смеси H 2 +O 2 на основе модифицированной модели Ван-дер-Ваальса // Физика горения и взрыва. 2022. Т. 58. № 1. С. 3.
  26. Больцман Л. Лекции по теории газов. М.: ГИТТЛ, 1956. 554 с.
  27. Пригожин И., Дефей Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука, Сибирское отд., 1966.
  28. Ландау Л.Д., Лифшиц И.М. Статистическая физика. М.: Наука, 1964. 568 с.
  29. Медведев А.Б. Оценка коэффициентов самодиффузии и взаимной диффузии бинарной смеси на основе модифицированной модели Ван-дер-Ваальса // Физика горения и взрыва. 2017. Т. 53. № 4. С. 58.
  30. Thermophysical Properties of Fluid Systems, NIST Webbook. http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid
  31. Leachman J.W., Jacobsen R.T., Penoncello S.G., Lemmon E.W. Fundamental Equations of State for Parahydrogen, Normal Hydrogen, and Orthohydrogen // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2009. V. 38. № 3. P. 721.
  32. Richardson I.A., Leachman J.W., Lemmon E.W. Fundamental Equations of State for Deuterium // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2014. V.43. № 1. P. 013103-13.
  33. Tsang C.Y., Street W.B. Phase Equilibria in the H 2 /CO 2 System at Temperatures from 220 to 290 K and Pressures to 172 MPa // Chem. Eng. Sci. 1981. V. 36. P. 993.
  34. MacKendrick R.F., Heck C.K., Barrick P.L. Liquid–Vapor Equilibria of the Helium–Carbon Dioxide System // J. Chem. Eng. Data. 1968. V. 13. № 3. P. 352.
  35. Street W.B., Erickson A.L. Phase Equilibria in Gas Mixtures at High Pressures: Implication for Planetary Structures // Phys. Earth Planet. Interiors. 1972. V. 5. P. 357.
  36. Street W.B., Erickson A.L., Hill J.L.E. Phase Equilibria in Fluid Mixtures at High Pressures: the He–CH 4 System // Phys. Earth Planet. Interiors. 1972. V. 6. P. 69.
  37. Mills R.L., Liebenberg D.H., Bronson J.C. Equation of State and Melting Properties of 4 He from Measurements to 20 kbar // Phys. Rev. B. 1980. V. 21. № 11. P. 5137.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».