-
مهندسان جهت شبیه سازی فرآیندهای پالایشگاهی معادلات حالتی مورد نیاز هستند که بتوانند به نیازهای آنها پاسخ دهند. در پژوهش حاضر، از معادله حالت PC-SAFT یا نظریه آماری سیالات تجمعی جهت بیش بینی خواص ترمودینامیکی هیدروکربن ها استفاده شده است. بدین منظور، روابط ترمودینامیکی موردنظر به صورت تحلیلی استخراج و با کمک نرم افزار MATLAB تمامی مقادیر عددی روابط مربوط به خواص ترمودینامیکی هیدروکربن ها نظیر چگالی، انتروپی، انتالپی، انرژی درونی و ظرفیت گرمایی هیدروکربن ها پیش بینی و ارائه شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از کار حاضر با نتایج تجربی نشان داد که این معادله دقت مناسبی در پیش بینی خواص ترمودینامیکی هیدروکربن ها دارد و قادر است این خواص را در فشارهای بالا و دماهای پایین پیش بینی نماید. نتایج حاصل از معادله حالت نظریه سیالات تجمعی کمترین خطا را برای هیدروکربن های خالص و بیشترین خطا را برای هیدروکربن های مرکب نشان می دهند. علاوه بر این، مقدار حداکثر انحراف مطلق میانگین محاسباتی برای چگالی، انتالپی، انتروپی، انرژی درونی، ظرفیت گرمایی در حجم ثابت و ظرفیت گرمایی در فشارثابت، به ترتیب برابر با 18/1%، 5/2%، 43/0%، 77/0%، 33/3% و 4% به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای این معادله حالت است.کلید واژگان: شبیه سازی فرآیندهای پالایشگاهی, نظریه آماری سیالات تجمعی, خواص ترمودینامیکی, هیدروکربنEngineers need the equation of states to simulate refinery processes in order to respond to their needs. In the present study the Perturbed-chain Statistical associating fluid theory (PC-SAFT) Equation of State are used to predict thermodynamic properties of hydrocarbon fluids. PC-SAFT is able to predict the thermodynamic properties of associating fluids such as hydrocarbons. The thermodynamic relationships are derived analytically with MATLAB. The numerical values of the thermodynamic properties of hydrocarbons, such as density, entropy, enthalpy, in thermal energy, heat capacity of hydrocarbons are obtained by MATLAB as well. By comparing the results with experimental results, the author found that PC-SAFT entails accurate predictions about the properties of hydrocarbons and also can predict thermodynamic properties of hydrocarbons at high pressures and low temperature. The calculated results from PC-SAFT minimum error for pure hydrocarbon and the maximum error for mixed hydrocarbons. Furthermore, the maximum calculated average absolute are 1.18% for density, 2.5% for enthalpy, 0.77% for internal energy, 3.33% for constant volume heat capacity and 4% for constant pressure heat capacity. Therefore, very low level of errors indicates the appropriateness of PC-SAFT performance to predict thermodynamic properties of materials.Keywords: Refinery processes simulation, Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory, Thermodynamic properties, Hydrocarbon.
-
در این مقاله از یک معادله حالت ساده جهت پیش بینی خواص حجمی و ترمودینامیکی خنک کنندها (مبردها) استفاده شده است. خواصی شامل دانسیته ρ، ضریب انبساط هم فشار α و تراکم پذیری همدما κ، برای مبردهای R245fa و R245fa ، R236ea بر اساس معادله حالت GMA در محدوده ای از دما و فشار محاسبه شده و مقایسه با داده های تجربی انجام شده است. این مقاله به بررسی نظری خواص ترمودینامیکی مبردهای مایع در محدوده دمایی بین 240 K تا440 K و تا فشار 580atm اختصاص یافته است و نشان می دهد که معادله حالت GMA دارای عملکرد قابل قبولی در پیش بینی خواص ترمودینامیکی مبردهاست. نتایج حاصل از محاسبات انجام شده برای دانسیته، ضریب انبساط هم فشار و تراکم پذیری همدما برای خنک کننده های یاد شده در توافق خوبی با داده های تجربی است مقادیر AAD (Absolute Average Deviation) نشان می دهد که معادله حالت GMA می تواند خواص ترمودینامیکی مبرد ها را در محدوده دما و فشار مورد مطالعه با دقت بالایی پیش بینی کند.کلید واژگان: خنک کننده های مایع, ویژگی های ترمودینامیکی, معادله حالتIn this paper, we have used a simple equation of state to predict the volumetric and thermodynamic properties of liquid refrigerants. The thermodynamic properties such as density ρ, isobaric expansion coefficient α, and isothermal compressibility κ, for some refrigerants e.g. R236ea, R245ca, and R245fa, based on GMA EOS have been calculated and a wide comparison with experimental data was made. This article is devoted to the theoretical study of some thermodynamic properties of the liquid refrigerants over the temperature range between 240K and 440K and pressures up to 580 atm to indicate that the GMA EoS has an acceptable performance for property predictions of pure liquid refrigerants. Our calculated results on the density, isobaric expansion coefficient and isothermal compressibility for the liquid refrigerants are in good agreement with the experimental data. The accuracy of the equation of state is determined by a statistical parameter; Absolute Average Deviation ( AAD). The AAD values show that the GMA equation of state can predict the thermodynamic properties of the refrigerants in the range of temperature and pressure with high precision.Keywords: Liquid Refrigerants, Thermodynamic properties, Equation of state
-
تصحیح و بهینه سازی معادله حالت پنگ - رابیسون (تعمیم یافته)معادله پنگ - رابینسون یکی از معادلات حالتی است که استفاده وسیعی در طراحی و شبیه سازی فرآیندهای شیمیایی دارد. معادله فوق خواص ترمودینامیکی مواد را در حالت بخار به خوبی پیش بینی می کند. اما هنگامی که از این معادله در پیش بینی خواص ترمودینامیکی مایعات استفاده می شود نتایج حاله از دقت کمی برخوردار می شوند. معادله پنگ - رابینسون از درجه 3 بوده و دارای 2 پارامتر a و b می باشد...
-
مقدمهخواص ترمودینامیکی محلول های آبی حاوی ترکیبات قندی در صنایع مختلفی همچون تهیه مواد غذایی، صنایع نگه داری مواد غذایی و غیره کاربردهای مهمی دارد. به همین دلیل ارائه روشی مناسب برای پیش بینی و محاسبه این خواص از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.مواد و روش هادر این پژوهش خواص ترمودینامیکی محلول های حاوی قندهایی که دارای کاربردهای مهمی در صنایع غذایی هستند نظیر گلوکز، ساکاروز، فروکتوز، مالتوز، مانوز، مالتوتریوز، زایلوز و گالاکتوز به کمک یک مدل ترمودینامیکی توسعه یافته بر پایه انرژی آزاد گیبس بررسی شده است.یافته هاخواصی نظیر فعالیت آب در محلول های قندی، حلالیت قند در محلول های آبی، دانسیته، فشار بخارو همچنین دمای جوش محلول های آبی حاوی قند به کمک مدل ترمودینامیکی که توسط پازوکی و همکاران پیشنهاد شده بود در کار حاضر محاسبه گردید.نتیجه گیریبا توجه به تعداد داده های تجربی مورد استفاده در این تحقیق برای تطبیق و پیش بینی خواص ترموفیزیکی محلول های قندی می توان نتیجه گرفت مدل حاضر دارای دقت بسیار بالایی برای پیش بینی حلالیت مواد قندی در آب و دانسیته محلول های قندی می باشد. با مقایسه نتایج به دست آمده برای مدل پیشنهاد شده و مدل UNIQUAC می توان دریافت دقت مدل ارائه شده بیشتر از مدل UNIQUAC می باشد.
کلید واژگان: خواص ترمودینامیکی, قند, محلول, مدل ترمودینامیکیIntroductionThermodynamic properties of sugar solutions have important roles and uses in different industries such as food production, food preservation industries, while there is not enough experimental data for all of the properties of sugar solutions. Therefore, representing a method for prediction and calculation of the thermodynamic properties of these solutions might be helpful in food industries.Materials And MethodsIn this study thermodynamic properties of important aqueous sugar solutions in food industries containing glucose, sucrose, fructose, maltose, manose,maltotriose, xylose and galactose have been studied using a developed thermodynamics model based on Gibbs free energy.ResultsDifferent properties including water activity, sugar solubility, density, vapor pressure and boiling temperature of aqueous sugar solutions have been calculated using the Gibbs free energy based thermodynamic model proposed by Pazuki et.al.ConclusionAccording to the number of experimental data used for different sugar solutions in this study for prediction of the solutions thermodynamic properties, it can be concluded that the model has a good ability to predict sugar solution's solubility, density and water activity. The comparison between the results proposed model results and the UNIQUAC model shows that the proposed model has a better agreement with the experimental data. It might be concluded that this model can be used for sugar solutions in food industries.Keywords: Sugar, Solution, Thermodynamic Property, Thermodynamic Model -
در این مقاله از شبکه های عصبی برای شناسایی خواص ترمودینامیکی محلول لیتیوم برماید-آب که یکی از پرکاربردترین محلول ها در شبیه سازی های ترمودینامیکی می باشد، استفاده شده است. برای آموزش شبکه عصبی از داده های شبیه سازی شده ناشی از تحلیل ترمودینامیکی استفاده شده است. به جای استفاده از معادلات پیچیده دیفرانسیلی و داده های تجربی محدود، استفاده از مدل شبکه عصبی استخراج شده پاسخ های سریع تر و ساده تری را در اختیار قرار می دهد. با استفاده از شبکه های عصبی، خواص محلول لیتیوم برماید-آب به صورت روابط ریاضی استخراج گردید. نتایج شبیه سازی دقت بسیار زیاد شبکه های عصبی را در شناسایی خواص ترمودینامیکی محلول لیتیوم برماید-آب نشان می دهند.کلید واژگان: محلول لیتیوم بروماید, آب, شبکه های عصبی, خواص ترمودینامیکیIn this study, Artificial Neural Networks (ANNs) technique is applied for the determination of thermodynamic properties of the Lithium Bromide-Water solution, which is widely used in the thermodynamic simulations. For training of the ANNs the simulation results of a thermodynamic analysis are used. The presented ANN model provides simpler and faster results comparing to complex differential equations and exsiting limited experimental data. Using the ANN technique, the thermodynamic properties of LiBr-Water solution are derived as the mathematical relations. Simulation results show the effectiveness of ANN in identification of LiBr-Water solution thermodynamic properties.Keywords: Lithium, Bromide Water Solution, Artificial Neural Networks, Thermodynamic Properties
-
در این تحقیق، نمودار فاز و خواص ترمودینامیکی سیستم Ti-O تا 30 درصد مولی اکسیژن با استفاده از روش کالفاد محاسبه شده است. در این سیستم تا 30 درصد مولی اکسیژن فازهای محلول جامد αTi، βTi و فاز مایع وجود دارند. فازهای αTi و βTi براساس مدل «زیرشبکه» و فاز مایع به وسیله مدل «مایع یونی» مدل سازی ترمودینامیکی شدند. بهینه سازی پارامتر های روابط انرژی آزاد گیبس هر یک از فازها توسط نرم افزار ترمو- کلک انجام شد و نمودار فاز و همچنین نمودار های خواص ترمودینامیکی توسط این نرم افزار رسم شدند. نتایج حاصل با نتایج به دست آمده از محاسبات دیگر محققان و همچنین نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده تطابق بسیار خوبی را بین نتایج محاسبه شده و نتایج تجربی نشان می دهد. همچنین مشاهده می شود با افزایش دما و کسر مولی اکسیژن، استفاده از مدل «مایع یونی» به جای استفاده از مدل«زیرشبکه»برای توصیف ترمودینامیکی فاز مایع، تطابق بهتری را با نتایج تجربی، در محاسبه نمودار فاز نشان می دهد.کلید واژگان: مدل مایع یونی, مدل زیرشبکه, نمودار فاز, سیستم Ti-O, ترمو- کلکIn this study, the phase diagram and thermodynamic properties of Ti-O system up to 30 mole percent of oxygen was calculated with Calphad method. In this range of oxygen, Ti-O system includes αTi, βTi and liquid phases. αTi and βTi were modeled by sublattice model and the model of liquid phase was modeled by ionic liquid. Gibbs energy parameters of each phase was optimized by Thermo-Calc software and their phase and thermodynamic diagrams were drawn using this software. The obtained results were compared with experimental and other calculated results. A good accordance was observed between calculated and experimental results. In calculation of phase diagram, with increasing temperature and mole fraction of oxygen, the use of ionic liquid model instead of sublattice model in thermodynamic description of liquid phase showed better accordance with experimental data.Keywords: Ionic liquid model, Sublattice model, Phase diagram, Ti-O system, Thermo-Calc
-
شبیه سازی دینامیک مولکولی روشی مناسب برای مدل سازی میکروسکوپی مواد است و در شاخه های مختلف علوم و تکنولوژی کاربرد فراوان دارد. اندازه گیری تجربی خواص ترمودینامیکی تعداد زیادی از مواد را به دلیل هزینه بالا و صرف زمان زیاد اقتصادی نیست. با استفاده از روش های محاسباتی مانند شبیه سازی دینامیک مولکولی، می توان خواص ترمودینامیکی آن ها را محاسبه و نتایج حاصل را با داده های تجربی مقایسه نمود. یکی از مباحث مهم در شبیه سازی دینامیک مولکولی، بکار بردن قواعد ترکیب مناسب برای برهمکنشهای جفت غیر همسان است. در این پژوهش خواص حجمی مایع یونی (1-بوتیل 3-متیل ایمیدازولیوم هگزا فلوئورو فسفات)، استو نیتریل و مخلوط آن ها با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی و قوانین ترکیبی سه گانه برای برهمکنشهای جفت غیر همسان موردبررسی قرار گرفته و با تطبیق نتایج حاصل با داده های تجربی، میزان صحت هر کدام از قواعد ترکیبی مورد بحث قرار گرفته است.کلید واژگان: مایع یونی, 1- بوتیل 3- متیل ایمیدازولیوم هگزا فلوئورو فسفات, استونیتریل, قواعد ترکیبی, دینامیک مولکولیMolecular dynamics simulation is an appropriate method for microscpoic modeling of materials and is widely used in several fields of science and technology. Experimental measurement of thermodynamic properties of many materials is not economic due to time consuming and high cost of instruments. Using simulation methods such as molecular dynamics, thermodynamic properties of these materials can be computed and compared with experimental data. One of the important arguments in molecular dynamics simulation is application of appropriate combination ruls for dissimilar pair interactions. In this study, volumetric properties of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate inonic liquid, acetonitrile, and their mixture are studied by molecular dynamics simulation and using three different combination rules for dissimilar pair interactions. Then the results are compared with experimental data inorder to evaluate validity of the applied combination rules.Keywords: Ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, acetonitrile, combination rules, molecular dynamics
-
در این مطالعه معادلات حالت مختلف تجربی، تئوری و شبه تئوری برای سیالات انتخابی متفاوت مورد بررسی قرار گرفته اند و صحت این معادلات جهت تخمین خواص ترمودینامیکی سیالات انتخابی در مقایسه با داده های تجربی مورد سنجش قرار گرفته است. همچنین یک معادله حالت جدید از معادله شبه تئوری محمدیخواه- ابوالقاسمی- محبی استخراج و معرفی شده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که معادلات حالت مفروض دقت خوبی در پیش بینی انتالپی و انتروپی سیالات خالص در فشار های اتمسفری و بالاتر دارند بجز برای نرمال بوتان که مقدار خطا زیاد بوده است. همچنین نتایج این مطالعه توافق خوب داده های محاسباتی توسط این معادلات را جهت تخمین ضریب تراکم پذیری سیالات انتخابی با داده های تجربی نشان داده اند. همچنین جهت محاسبه خواص ترمودینامیکی انتالپی و انتروپی در فشارهای کم معادله حالت سوآ - ردلیچ- کوانگ پیشنهاد شده است زیرا کمترین خطا را از خود نشان داده است.
کلید واژگان: معادلات حالت, انتالپی, انتروپی, صنعت نفت و گاز, خواص ترمودینامیکیIn this study various empirical، theoritical and semi-theoritical equations of state for different optional fluids، have been investigated and the accuracy of these equations for thermodynamic properties estimation of these fluids in comparison with experimental data، was evaluated. Also a new equation of state has been derived from Mohammadikhah-Abolqasemi-Mohebbi semi-theoretical equation and has been introduced. The results of this research have showed that assumed equations of state have good accuracy in predicting the enthalpy and entropy for pure fluids in atmospheric pressures and slightly higher، except for n-butane which the error was high. Also، results of this research have showed good agreement between calculated data from these equations for compressibility factor prediction of optional fluids with experimental data. Also soave-redlich-kwong equation of state has been recommended for calculating thermodynamic properties including enthalpy and entropy at low pressures، because it has showed minimum errors.
Keywords: Equations of state, Enthalpy, Entropy, Oil, gas industry, Thermodynamic properties -
مدل سازی ترکیبی یکی از پرکاربردترین روش ها برای شبیه سازی مخازن نفتی و فرایندهای ازدیاد برداشت است. در شبیه سازهای ترکیبی برای محاسبه ی ترکیب اجزاء در فازهای مختلف معمولا از معادله ی حالت استفاده می شود که البته باعث صرف زمان محاسباتی زیادی می شود. در این نوشتار برای کاهش تعداد معادلات حالت مورد نیاز، فضای ترکیب به کمک پارامترهای خطوط رابط بیان می شود و خواص ترمودینامیکی سیستم به کمک این پارامترها به دست می آید. برای این کار تعداد کمی خطوط رابط اصلی مورد نیاز است که در طول حل به دست می آید. فضا با استفاده از این خطوط رابط اصلی و مثلث بندی دلونی گسسته سازی می شود و با میان یابی خطی در این فضای گسسته شده خواص ترمودینامیکی به دست می آید. این روش در یک شبیه ساز فشار ضمنی درجه ی اشباع صریح پیاده سازی شده است. در پایان چند مسئله ی جابه جایی امتزاج پذیر و امتزاج ناپذیر نفت در یک مخزن یک بعدی شبیه سازی شده است.
کلید واژگان: شبیه سازی ترکیبی, معادلات حالت, پارامتری کردن فضای ترکیب, خطوط رابط, مثلث بندی دلونیIn recent decades, there have been great eorts to simulate ow in hydrocarbon reservoirs and oil recovery processes. Compositional model is one of the most advanced models for this purpose. In this model, nonlinear mass conservation equations for multicomponent ow have to be solved along with thermodynamic equilibrium constraints. In most compositional simulators, an equation of state is used to determine phase behavior of hydrocarbon mixtures. In this article, an ecient two-phase compositional model for both immiscible and miscible uid ows in porous media is presented. In this model, the mass conservation equations are discretized using a cell-centered control volume method. The solution algorithm employs the so-called Implicit Pressure Explicit Saturation (IMPES) method. To determine the thermodynamic state of the mixture, the equation of state must be solved at each time step for each computational cell. These computations consume considerable time in a compositional simulation. Compositional space is parameterized with tie-line variables, and this parameterized space is used to reduce the number of times the equation of state must be solved. To parameterize compositional space, a few supporting tie-lines are needed, which were obtained adaptively during simulation process. The tie-line space is discretized using these supporting tie-lines and a Delaunay triangulation procedure. In the rest of discretized tie-line space, thermodynamic properties are calculated using linear interpolation. It is important to note that the equation of state is solved only at the supporting points used to discretize the tie-line space. Since tie-lines do not exist in the super-critical region, the space is represented based on overall compositions and equation of state. In this work, the used method keeps continuity of tie-line variables and overall compositions with respect to the change of the mixture state from sub-critical to super-critical space, and vice versa. The performance of the proposed approach is assessed using a number of homogeneous one-dimensional multicomponent problems. Numerical results show200e that the proposed method has acceptable accuracy and signi cantly reduces the total number of ash calculations needed in a compositional simulator.
Keywords: Compositional simulation, equation of state, compositional space parameterization, tie-line, delaunay triangulation -
در این مقاله، از انرژی مربوط به یک گرافن تک لایه استفاده شده و به کمک آن خواص ترمودینامیکی این ماده مورد بررسی قرار گرفته است. از آنتروپی های شانون و سالیس برای بررسی خواص ترمودینامیکی از جمله آنتروپی، انرژی درونی و گرمای ویژه استفاده کرده ایم. نمودارها بر حسب دما به ازای پارامترهای مختلفی رسم شده اند. نتایج حاصل شده نشان می دهند که آنتروپی و انرژی درونی با زیاد شدن دما، افزایش پیدا کرده و سپس به مقدار ثابتی می رسند. همچنین، نمودار گرمای ویژه در ابتدا تا مقدار بیشینه ای افزایش یافته و سپس با بالا رفتن دما، کاهش پیدا می کند.کلید واژگان: گرافن, آنتروپی, خواص ترمودینامیکی, گرمای ویژهIn this paper, we have been used energy spectrum of ideal single layer graphene to investigate thermodynamic properties of this material. We have used Shannon and Tsallis entropies for investigating the entropy, internal energy and specific heat of this system. We plot these properties versus temperature. The obtained results show that the entropy and internal energy increase with enhancing the temperature and then these reach to a constant values. Also, the specific heat increases until it reaches a maximum and then reduces with increasing the temperature.Keywords: Graphene, Entropy, Thermodynamics Properties, Specific Heat
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر