پیش بینی تعادلات فازی بخار - مایع سیالات زنجیری کره سخت با استفاده از یک معادله حالت جدید

معادلات حالت به‏طور گسترده‏ای در شیمی و مهندسی شیمی به‏منظور پیش‏بینی خواص ترمودینامیکی و رفتار فازی سیالات پلیمری استفاده می‏شود. در این پایان‏نامه از یک معادله‏ حالت کاملاً اختلالی که در سال 2008 میلادی توسط فرخ پور و همکاران برای سیالات زنجیری سخت بر پایه‏ی نظریه‏ی اختلال ارائه شده است، برای محاسبه‏ی خواص ترمودینامیکی نظیر محاسبه‏ی ضریب تراکم‏پذیری و پیش‏بینی تعادلات فازی بخار- مایع و رسم منحنی‏های همزاد سیالات زنجیری چاه مربعی و یوکاوا استفاده می‏شود. معادله حالت استفاده شده در این پایان‏نامه بر اساس نظریه‏ی اختلال مرتبه‏ی دوم بارکر – هندرسون برای سیال مرجع زنجیری کره‏ی سخت بسط داده شده است. سیال زنجیری در نظر گرفته شده در این پژوهش شامل مولکول‏های زنجیری تشکیل شده از قطعه‏های کاملاً کروی است که به‏طور آزادانه و مماسی به یکدیگر متصل شده اند همچنین سیالات زنجیری یوکاوای کره‏ی سخت در نظر گرفته شده در این پژوهش، مدل ساده‏ای برای سیالات زنجیری و پلیمرها هستند، به‏گونه‏ای که هر مولکول زنجیری از قطعه‏های کروی که به‏طور مماسی به یکدیگر متصل شده‏اند تشکیل شده است، به‏طوری که هر کره دارای یک مغز سخت و یک برهم‏کنش جاذبه‏ای است. معادله حالت مورد استفاده در این پایان‏نامه قادر است خواص ترمودینامیکی انواع بسیاری از سیالات زنجیری نظیر سیالات چاه مربعی و یوکاوا را با تغییر ضرایب به کار رفته در ساختار معادله حالت به‏خوبی نشان دهد. در قسمت اول این پژوهش از معادله حالت معرفی شده برای پیش‏بینی تعادلات سیالات زنجیری چاه مربعی در عرض چاه‏های مختلف برای نقاط زیر دمای بحرانی سیالات مورد نظر استفاده می‏شود و نتایج به‏دست آمده با نتایج ارائه شده توسط روش شبیه‏سازی دینامیک مولکولی مقایسه می‏شود. در این قسمت مشخص گردید که با افزایش عرض چاه پتانسیل، کارآیی معادله حالت بیشتر می‏شود. همچنین آنتالپی تبخیر سیال زنجیری چاه مربعی در سه عرض چاه متفاوت 3/1، 5/1 و 8/1 با استفاده از مقادیر مربوط به فشار بخارهای تعادلی محاسبه شده به‏دست آمد. در قسمت دوم این پژوهش به منظور اصلاح معادله حالت و بهبود نتایج پیش‏بینی شده و نزدیکی نتایج به‏دست آمده به نتایج حاصل از شبیه‏سازی دینامیک مولکولی یک معادله‏ی تحلیلی ساده برای متوسط تابع توزیع شعاعی مکان – مکان سیالات زنجیری کره‏ی سخت که از طریق برازش گلوبال نتایج حل عددی معادله‏ی انتگرالی chiew به روش perram به‏دست آمده است،ارائه می‏شود. این معادله‏ی تحلیلی ساده مشتمل بر 66 ضریب می‏باشد و ضرایب این معادله‏ی تحلیلی ساده تابعی از فاصله بین مولکولی (x) و تعداد اجزای مولکول زنجیر (m) است.