Анализ точности расчета термодинамических свойств природных углеводородов и сопутствующих газов по обобщенным кубическим уравнениям состояния

Abstract

В статье выполнен краткий анализ современных работ, посвященных обобщенным кубическим уравнениям состояния (КУС). Основное внимание уделено исследованиям, направленным на повышение точности расчетов термодинамических свойств (ТДС) веществ. Представлены результаты проверки наиболее надежных обобщенных КУС применительно к расчету основных ТДС плотности, изобарной и изохорной теплоемкости. Для проверки использованы значения ТДС, рассчитанные по основным современным фундаментальным уравнениям состояния на изобарах 0,1рк, 0,5рк, 0,8рк, 1,1рк, 1,5рк, 3,0рк, 10рк, 30рк (где pк критическое давление) в диапазоне температур от линии плавления до 700 К, включая линию насыщения. Сравнение произведено для тридцати трех веществ, представляющих природные углеводороды (алканы, нафтены и ароматические), а также сопутствующие газы. Показано, что надежный расчет ТДС в жидких фазах водорода и воды невозможно выполнить по обобщенным КУС, а уравнение Харменса-Кнаппа в обобщенном виде вообще не позволяет произвести расчеты ТДС из-за отрицательного значения величины под корнем. Наиболее универсальными следует считать уравнения Пенга-Робинсона и Пателя-Тейя. В статье представлены средние относительные отклонения расчетных значений ТДС в жидкой и газовой фазах и в сверхкритическом флюиде.