Авторы

Анализ линии фазового равновесия, разработанной на основе уравнения Клапейрона–Клаузиуса и различных моделей среднего диаметра

DOI: 10.17586/1606-4313-2018-17-4-28-34
УДК 536.71

Анализ линии фазового равновесия, разработанной на основе уравнения Клапейрона–Клаузиуса и различных моделей среднего диаметра

Рыков С. В., Кудрявцева И. В., Рыков В.А.

Ссылка для цитирования: Рыков С.В., Кудрявцева И.В., Рыков В.А. Анализ линии фазового равновесия, разработанной на основе уравнения Клапейрона–Клаузиуса и различных моделей среднего диаметра // Вестник Международной академии холода. 2018. № 4. С.28-34.

Аннотация
Проведен сравнительный анализ различных моделей среднего диаметра линии насыщения на основе системы взаимосогласованных уравнений для паровой ветви линии насыщения, жидкой ветви линии насыщения и линии упругости. В основе предлагаемого подхода лежит уравнение Клапейрона-Клаузиуса и «кажущаяся» теплота парообразования. Разработанные модели паровой ветви линии насыщения, жидкостной ветви линии насыщения и линии упругости удовлетворяют требованиям масштабной теории критических явлений. Для расчета регулируемых коэффициентов этих моделей выбраны экспериментальные данные о плотности насыщенной жидкости, плотности насыщенных паров, давлении насыщенного пара гексафторида серы. Проведено сравнение различных моделей среднего диаметра (модель Янга-Янга, модель Вегнера и модель «три бета»). Показано, что модель «три бета» позволяет с наименьшей неопределенностью (в пределах экспериментальной погрешности), чем модели Янга-Янга и Вегнера, передать данные о термических свойствах гексафторида серы на линии фазового равновесия в температурном диапазоне от тройной точки до критической точки.

Ключевые слова: критическая точка; линия насыщения; плотность; давление; средний диаметр; модель Вегнера; модель Янга-Янга, уравнение Клапейрона-Клаузиуса

Список литературы

1. Fisher M.E., Orkoulas G. The Yang-Yang Anomaly in Fluid Criticality: Experiment and Scaling Theory // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. P. 696-699.

2. Orkoulas G., Fisher M.E., PanagiotopoulosA.Z.Precise simulation of criticality in asymmetric fluids // Phys. Rev. E. 2001. V. 63. P. 051507.

3. Cerdeirina C., Anisimov M., Sengers J. The nature of singular coexistence-curve diameters of liquid-liquid phase equilibria // Chem. Phys. Lett. 2006. V.424. Р. 414-419.

4. Wang J., Cerdeirina C.A., Anisimov M.A., Sengers J.V. Principle of isomorphism and complete scaling for binary-fluid criticality // Phys. Rev. E. 2008. V.77. P. 031127.

5. Polikhronidi N.G., Abdulagatov I.M., Batyrova R.G., Stepanov G.V., Ustuzhanin E.E., Wu J.T. Experimental study of the thermodynamic properties ofdiethyl ether (DEE) at saturation // Int. J. Thermophys. 2011. V. 32. P. 559-595.

6. Yang C.N., Yang C.P. Critical point in liquid-gas transitions // Phys. Rev. Let. 1964. V. 13. P. 303-305.

7. Ochkov V.F., Rykov V.A., Rykov S.V., Ustyuzhanin E.E., Znamensky B.E. Extrapolation of IAPWS-IF97 data: The liquid and gas densities on the saturation line near the critical point of H₂O // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 946. P. 012119.

8. UstjuzhaninE.E., Ochkov V.F., Znamensky V.E., Shishakov V.V., Rykov S.V. Investigation of gas and liquid densities on the saturation line: some scaling models and numerical data on H₂O example // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 891. P. 012346.

9. Vorob’yev V.S., Rykov V.A., Ustjuzhanin E.E., Shishakov V.V., Popov P.V., Rykov S.V. Comparison of the scaling models for substance densities alongsaturation line // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 774. P. 012017.

10. Ustyuzhanin E.E., Shishakov V.V., Abdulagatov I.M., Popov P.V., Rykov V.A., Frenkel M.L. Scaling models of thermodynamic properties on the coexistencecurve: Problems and some solutions // Russ. J. Phys. Chem. B. 2012. V. 6. P. 912-931.

11. Goldstein R., Arola A. Liquid-vapor asymmetry at the critical point // Acc. Chem. Res. 1989. V. 22. P. 77-82.

12. Kozlov A.D., Lysenkov V.F., Popov P.V., Rykov V.A. Unique nonanalytic equation of state of the refrigerant R218 // J. Eng. Phys. Thermophys. 1992. V. 62. P. 611-617.

13. Рыков С.В., Кудрявцева И.В., Рыков В.А. Методика расчета линии фазового равновесия хладагентов от тройной до критической точки // Холодильнаятехника. 2017. № 3. С. 26-30.

14. Рыков С.В., КудрявцеваИ.В., Полторацкий М.И., Рыков В.А., Климович М.В.Метод описания линии насыщения на основе данных о кажущейся теплоте парообразования и уравнения Клапейрона-Клаузиуса // Вестник Международной академии холода. 2017. № 2. С. 66-72.

15. Устюжанин Е.Е., Шишаков В.В., Абдулагатов И.М., Рыков В.А., Попов П.В. Давление насыщения технически важных веществ: модели и расчеты для критической области// Вестник Московского энергетического института. 2012. № 2. С. 34-43.

16. Кудрявцева И.В., Рыков В.А., Рыков С.В., Селина Е.Г., Курова Л.В. Метод расчета плотности и теплоты парообразования двуокиси углерода // Процессы и аппараты пищевых производств. 2013. №1. С. 13.

17. Kuwabara S., Aoyama H., Sato H., Watanabe K. Vapor-liquid coexistence curves in the critical region and the critical temperatures and densities of difluoromethane and pentafluoroethane // J. Chem. Eng. Data. 1995. V.40. No1. P. 112-116.

18. Рябушева Т.И. Исследование изохорной теплоемкости холодильных агентов // Дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. Л.: ЛТИХП, 1979. 189с.

19. Rykov V.A., Varfolomeeva G.B.Method of determining a structural form of the free energy satisfying the requirements of the scaling hypothesis // Journal of Engineering Physics. 1985. V. 48. No 3. P. 341-345.

20. Rykov V.A. Method of constructing a single equation of state satisfying the requirements of the scaling hypothesis // J. Eng. Phys. Thermophys. 1985. V. 48. P. 476-481.

21. Kudryavtseva I.V., Rykov V.A., Rykov S.V., Ustyuzhanin E.E. A new variant of a scaling hypothesis and a fundamental equation of state based on it // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 946. P. 012118.

22. Rykov V.A., Rykov S.V., Kudryavtseva I.V., Sverdlov A.V. Method of constructing a fundamental equation of state based on a scaling hypothesis // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 891. P. 012334.

23. Ма Ш. Современная теория критических явлений.– М.: Мир,1980. 298 с.

24. Kudryavtseva I.V., Rykov S.V. A Nonparametric Scaling Equation of State, Developed on the Basis of the Migdal’s Phenomenological Theory and Benedek’s Hypothesis // Russian Journal of Physical Chemistry A, 2016, Vol. 90, No. 7, pp. 1493-1495.

25. Funke M., Kleinrahm R., Wagner W. Measurement and correlation of the (p, ρ, T) relation of sulphur hexafluoride (SF6). II. Saturated-liquid and saturated-vapour densities and vapour pressures along coexistence curve // J. Chem. Thermodyn. 2002. V. 34. P. 735-754.

26. Рыков В.А.Анализ закономерностей изменения термодинамических свойств веществ в широком диапазоне параметров состояния, включая окрестность критической точки и метастабильную область // Дисc. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. – Л.: ЛТИХП, 1988. 275 с.

27. Рыков С.В., Кудрявцев Д.А., Рыков В.А.Новое уравнение линии фазового равновесия R32// Научно-технический вестник Поволжья. 2015. № 2. С. 27-29.

28. Rykov S.V., Kudryavtseva I.V., Rykov V.A., Ustyuzhanin E.E., Ochkov V.F. Analysis of the saturation line on the basis of Clapeyron-Clausius and Gibbs-Duhemequations // J. Phys.: Conf. Ser. 2018 in press.

29. Шишаков В.В. Комбинированныескейлинговые модели для инженерных расчетов термодинамических свойств на линии насыщения // Дисc. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. – М.: МЭИ, 2014. 229 с.

30. Rykov S.V., Kudryavtseva I.V., Rykov V.A., Ustyuzhanin E.E.Scaling Migdal model and a nonparametric equation of state for argon // J. Phys.: Conf. Ser. 2018 in press.

Читать статью полностью