Линия насыщения этана в рамках теории ренормгруппы с использованием уравнения Клапейрона–Клаузиуса

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

Для этана разработана система взаимосогласованных уравнений (СВУ), описывающая давление, \({{p}_{s}}\), плотность пара, \({{\rho }^{ - }}\), и плотность жидкости, \({{\rho }^{ + }}\), производную \(p_{s}^{'}(T)\), теплоту парообразования, \(r\), и на линии фазового равновесия в диапазоне от тройной точки и до критической точки. В СВУ также включена “кажущаяся” теплота парообразования \(r{\kern 1pt} *\), которая связана с теплотой параобразования \(r\): \(r = r{\kern 1pt} *{\kern 1pt} (1 - {{\rho }^{ - }}{\text{/}}{{\rho }^{ + }})\). На основе термодинамического анализа установлено: 1) условие, что средний диаметр \({{d}_{f}} > 0\) выполняется в каждой точке линии насыщения, за исключением критической точки, в которой \({{d}_{f}} = 0\), 2) средний диаметр строго убывает в интервале \({{T}_{{tr}}} < T < {{T}_{c}}\). СВУ передает линию фазового равновесия этана в переделах экспериментальной неопределенности данных Funke M. и др. (2002) в диапазоне от тройной точки (\({{p}_{{tr}}}\), \({{\rho }_{{tr}}}\), \({{T}_{{tr}}}\)) до критической точки (\({{p}_{c}}\), \({{\rho }_{c}}\), \({{T}_{c}}\)). При этом СВУ передает особенности критической точки в соответствии с теорией ренормгруппы (РГ), разработанной Zhou Z. и др. (2022) для системы асимметричных систем. На основе уравнения Клапейрона–Клаузиуса и теории ренормгруппы получено выражение для “кажущейся” теплоты парообразования. Проведен анализ среднего диаметра \({{d}_{f}} = {{D}_{{2\beta }}}{{\tau }^{{2\beta }}} + {{D}_{{1 - \alpha }}}{{\tau }^{{1 - \alpha }}} + {{D}_{\tau }}\tau \) для двух групп комплексов: a) \({{D}_{{2\beta }}} = 0.1\), \(\eta = {{D}_{{2\beta }}}{\text{/}}{{D}_{{1 - \alpha }}} = - 0.14\) и \(\phi = {{D}_{{2\beta }}}{\text{/}}{{D}_{\tau }} = 0.13\), б) \({{D}_{{2\beta }}} = 0.048\), \(\eta = - 0.18\) и \(\phi = 0.12\), которые соответствуют значениям \({{D}_{{2\beta }}}\), \(\eta \) и \(\phi \), полученным Wang L. и др. (2013) в рамках РГ и моделирования опытных данных этана на линии насыщения. На основе предложенной СВУ рассчитан средний диаметр, \({{d}_{f}}\), этана для комплексов a) и б) и установлено, что наиболее точно средний диаметр, установленный на основе данных Funke M. и др. (2002), передает СВУ в диапазоне от \({{T}_{{tr}}}\) до \({{T}_{c}}\) с параметрами \({{D}_{{2\beta }}} = 0.0039\), \(\eta = - 0.14\) и \(\phi = 0.13\).

作者简介

С. Рыков

Национальный исследовательский университет ИТМО

编辑信件的主要联系方式.
Email: togg1@yandex.ru
Россия, 197101, Санкт-Петербург

И. Кудрявцева

Национальный исследовательский университет ИТМО

Email: togg1@yandex.ru
Россия, 197101, Санкт-Петербург

С. Рыков

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Email: togg1@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

参考

  1. Funke M., Kleinrahm R., Wagner W. // J. Chem. Thermodyn. 2002. V. 34. P. 2017.
  2. Brown T.S., Kidnay A.J., Sloan E.D. // Fluid Phase Equilib. 1988. V. 40. P. 169.
  3. Barclay D.A., Flebbe J.L., Manley D.B. // J. Chem. Eng. Data. 1982. V. 27. P. 135.
  4. Straty G.C., Tsumura R. // J. Res. NBS. 1976. V. 80A. P. 35.
  5. Gugnoni R.J., Eldridge J.W., Okay V.C., Lee T.J. // AIChE J. 1974. V. 20. P. 357.
  6. Douslin D.R., Harrison R.H. // J. Chem. Thermodyn. 1973. V. 5. P. 491.
  7. Kahre L.C. // J. Chem. Eng. Data. 1973. V. 18. P. 267.
  8. Pope G.A. Calculation of Argon, Methane, and Ethane Virial Coefficients at Low Reduced Temperature Based on Data Obtained by Isochorically Coupled Burnett Experiments Ph.D. thesis, Rice University, Houston, 1972.
  9. Chui C.-H., Canfield F.B. // Trans. Faraday Soc. 1971. V. 67. P. 2933.
  10. Van Hook W.A. // J. Chem. Phys. 1966. V. 44. P. 234.
  11. Beattie J.A., Hadlock C., Poffenberger N. // J. Chem. Phys. 1935. V. 3. P. 93.
  12. Porter F. // J. Am. Chem. Soc. 1926. V. 48. P. 2055.
  13. Maass O., Wrigh C.E. // Ibid. 1921. V. 43. P. 1098.
  14. Pestak M.W., Goldstein R.E., Chan M.H.W. et al. // Phys. Rev. B. 1987. V. 36. P. 599.
  15. Sliwinski P. // Z. Phys. Chem. Neue Folge. 1969. V. 63. P. 263.
  16. Shinsaka K., Gee N., Freeman G.R. // J. Chem. Thermodyn. 1985. V. 17. P. 1111.
  17. Orrit J.E., Laupretre J.M. // Adv. Cryog. Eng. 1978. V. 23. P. 573.
  18. Haynes W.M., Hiza M.J. // J. Chem. Thermodyn. 1977. V. 9. P. 179.
  19. McClune C.R. // Cryogenics. 1976. V. 16. P. 289.
  20. Leadbetter A.J., Taylor D.J., Vincent B. // Can. J. Chem. 1964. V. 42. P. 2930.
  21. Mason S.G., Naldrett S.N., Maass O.A. // Can. J. Res. 1940. V. 18. P. 103.
  22. White J.A. // Fluid Phase Equilib. 1992. V. 75. P. 53.
  23. Salvino L.W., White J.A. // J. Chem. Phys. 1992. V. 96. P. 4559.
  24. Wang L., Zhao W., Wu L. et al. // Ibid. 2013. V. 139. P. 124103.
  25. Zhou Z., Cai J., Hu Y. // Molecular Physics. 2022. V. 120. P. e1987541.
  26. Yata J., Hori M., Niki M. et al. // Fluid Phase Equilib. 2000. V. 174. P. 221.
  27. Vorob’ev V.S., Ustyuzhanin E.E., Ochkov V.F. et al. // High Temp. 2020. V. 58. P. 333.
  28. Rykov S.V., Kudryavtseva I.V., Rykov V.A. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1147. P. 012017.
  29. Рыков С.В., Кудрявцева И.В., Рыков В.А. и др.// Вестн. Международной академии холода. 2022. № 4. С. 76.
  30. Bucker D., Wagner W. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2006. V. 35. P. 205.
  31. Ма Ш. Современная теория критических явлений. М.: Мир, 1980. 298 с.
  32. Weiner J., Langley K.H., Ford N.C. // Phys. Rev. Lett. 1974. V. 32. P. 879.
  33. Форсайт Дж., Малькольм Н., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. М.: Мир, 1980. 280 с.
  34. Козлов А.Д., Мамонов Ю.В., Роговин М.Д. и др. Таблицы стандартных справочных данных. Этан жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 91…625 К и давлениях 0.1…70 МПа. ГСССД 196–01. Москва: Стандартинформ, 2008. 36 с.
  35. Колобаев В.А., Рыков С.В., Кудрявцева И.В. и др. // Измерительная техника. 2021. № 2. С. 9–15.
  36. Соловьев Г.В., Суханин Г.И., Столяров Н.Н., Чашкин Ю.Р. // Холодильная техника. 1978. № 6. С. 30.
  37. Vorobev V.S., Ochkov V.F., Rykov V.A. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1147. P. 012016.
  38. Rykov S.V., Kudriavtseva I.V., Sverdlov A.V., Rykov V.A. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2285. P. 030070.
  39. Miyazaki T., Hejmadi A.V., Powers J.E. // J. Chem. Thermodyn. 1980. V. 12. P. 105.
  40. Dana L.I., Jenkins A.C., Burdick J.N., Timm R.C. // Refrig. Eng. 1926. V. 12. P. 387.
  41. Wiebe R., Hubbard K.H., Brevoort M.J. // J. Am. Chem. Soc. 1930. V. 52. P. 611.
  42. Roder H.M. // J. Res. Natl. Bur. Stand., Sect. A. 1976. V. 80A. P. 739.
  43. Witt R.K., Kemp J.D. // J. Am. Chem. Soc. 1937. V. 59. P. 273.
  44. Шпильрайн Э.Э. // Теплофизика высоких температур. 1966. Т. 4. С. 450.
  45. Клецкий А.В. Исследование и описание взаимосогласованными уравнениями состояния термодинамических свойств и вязкости холодильных агентов // Автореф. дис. на соискание уч. ст. доктора техн. наук. Л.: ЛТИХП, 1978. 48 с.
  46. Хайрулин Р.А., Станкус С.В. // Журн. физ. химии. 2021. Т. 95. С. 529.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (331KB)
3.

下载 (109KB)
4.

下载 (130KB)
5.

下载 (120KB)
6.

下载 (48KB)
7.

下载 (196KB)

版权所有 © С.В. Рыков, И.В. Кудрявцева, С.А. Рыков, 2023

##common.cookie##