معادله ی حالت جدید سیالات برای پایین تر از نقطه ی بحرانی

حالت ابزاری مفید و مؤثر برای پیش¬بینی خواص فیزیکی و ترموفیزیکی سیالات است. هدف اصلی این تحقیق، یافتن یک معادله¬ی حالت با دقت قابل قبول برای محاسبه¬ی چگالی سیالات است. به¬منظور رسیدن به این هدف، اصلاحاتی روی پارامترهای یک معادله¬ی حالت از خانواده¬ی واندروالس به¬نام معادله¬ی حالت واندروالس عمومی در محدوده¬ی وسیعی از دما و چگالی برای فازهای مایع و بخار در نواحی زیر نقطه¬ی بحرانی و بالای نقطه¬ی بحرانی انجام شده است. این معادله توسط یو و راه در سال 2003 در نقطه-ی بحرانی مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامترهای ورودی برای انجام این اصلاحات، تنها شامل ثابت¬های بحرانی و در مواردی ضریب بی¬مرکزیتی برای هر سیال است. سیالاتی که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته¬اند، عبارتند از: هیدروکربن¬ها، گازهای نجیب، گازهای اتمسفر، مایعات یونی و مبردها. معادلات حالت اصلاح شده برای پیش¬بینی خواص فشار - حجم - دمای سیالات مورد استفاده قرار گرفته¬اند. به¬منظور مقایسه¬ی نتایج حاصل با داده¬های تجربی، درصد خطای مطلق میانگین چگالی برای هر سیال محاسبه گردیده است. علاوه بر این چگالی سیالات از معادله¬ی حالت پنگ - رابینسون نیز محاسبه شده است. نتایج نشان می¬دهد معادلات حالت اصلاح شده توانایی بسیار بالایی در پیش¬بینی چگالی سیالات دارد و در اکثریت قریب به اتفاق موارد، نتایج نسبت به معادله¬ی حالت پنگ – رابینسون بهبود داشته است. چگالی همه¬ی سیالات مورد مطالعه در این تحقیق برای فاز بخار در ناحیه¬ی زیر نقطه¬ی بحرانی از یک معادله¬ی حالت محاسبه می¬شود و به¬ویژه در چگالی¬های پایین در توافق خوبی با داده¬های تجربی است. معادلات حالت پیشنهاد شده در فاز مایع سیالات نیز به¬ویژه در فشارهای بالا، نتایج قابل قبولی ارائه می¬دهد. همچنین چگالی محاسبه شده از معادلات حالت ارائه شده برای مایعات یونی و سیالات فوق بحرانی در توافق عالی با داده¬های تجربی است. در ادامه¬ی این تحقیق، معادلات حالت اصلاح شده برای پیش¬بینی تعدادی از خواص ترمودینامیکی و ضریب خود نفوذی مورد استفاده قرار گرفته است. روش محاسبه¬ی ضریب خود نفوذی، ترکیب تئوری کوهن - تورنبل و تئوری حجم آزاد ارائه شده توسط معادله¬ی حالت واندروالس عمومی است. درصد خطای مطلق میانگین مناسب برای هر یک از خواص ذکر شده، بیان¬گر قدرت پیش¬بینی بسیار خوب معادلات حالت اصلاح شده است.