由一阶平均球形近似状态方程计算流体的热力学性质

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径向分布函数(RDF)是表征流体微观结构的重要函数，在流体理论研究中，径向分布函数理论是化工热力学中最活跃的研究方向之一，也是所有溶液理论中最精确的部分。Tang等结合一阶OZ方程和平均球形近似(FMSA)提出的状态方程是完全从分布函数理论出发所得到的理论型状态方程。本文运用Tang基于FMSA开发的应用软件计算了LJ流体的径向分布函数、压缩因子、等温线以及汽液相共存相图等，并与分子模拟的结果相比较。结果显示：FMSA理论可以很好的计算流体的结构；除临界点附近外，FMSA状态方程能够很好的预测LJ流体的汽液相共存密度以及LJ流体的PVT性质。另外在T<'*>＝1.0～2.0的范围内，FMSA状态方程对第二维里系数的计算与分子模拟结果的平均相对偏差小于2％。本文利用流体汽液平衡的密度数据由FMSA状态方程回归了12种小分子流体的LJ参数σ和ε/κ。本文回归得到的参数与由粘度和第二维里系数回归得到的参数较接近，同Tang得到的参数基本一致。本文利用回归得到的LJ参数计算了真实流体的汽液共存相图、流体在不饱和区的PVT性质以及真实流体的第二维里系数。FMSA方程的计算结果与数据手册上的数据以及由PR方程、SRK方程的计算结果进行了比较。结果显示：对于分子形状接近球形的非极性或弱极性流体，除临界点附近外，FMSA方程可以在较大的温度和压力范围内预测流体的PVT性质；对于球形分子，FMSA方程计算结果的偏差随分子尺寸的变化基本保持稳定；在低密度区FMSA方程和PR方程都能很好的预测流体的PVT性质；在临界点附近FMSA方程计算的结果偏差大干PR方程，但随着流体的温度或压力远离临界点，FMSA方程计算结果的偏差迅速减小，特别是在液相区和高密度区：FMSA方程计算的结果明显优于PR方程；在中高温度时FMSA方程可以较好的预测流体的第二维里系数，其结果稍优于PR方程和SRK方程，只是在低温时计算的偏差变大，这可能是微扰理论本身的缺陷以及LJ模型的近似性造成的；随着分子的形状偏离球形，计算的误差变大，此时用考虑分子形状的影响。另外经计算表明FMSA方程不能直接用来计算强极性物质。

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作者
王建召;
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作者单位

广西大学;

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授予单位广西大学;
学科化学工艺
授予学位硕士
导师姓名童张法;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类化学热力学、热化学、热力学平衡;
关键词
径向分布函数(RDF); 平均球形近似(MSA); 状态方程(EOS); Lennard-Jones(LJ)模型; 汽液共存;

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