536.44: 536.71

Приводится краткий обзор современных малоконстантных (4 - 15 констант) уравнений состояния технически важных веществ, применяющихся для аппроксимации P-ρ-T - данных и расчетов в широкой области состояний жидкости и газа с указанием их области применимости и погрешностей аппроксимации. Показано, что наложение трех условий в критической точке на подгоночные константы уравнения состояния приводит к исключению из практического применения для аппроксимации широкого класса кубических уравнений состояния с двумя - тремя подгоночными параметрами в переходной области состояний от газа к жидкости, в том числе в критической области. Для некоторых современных уравнений состояния даны формулы, вытекающие из условий в критической точке, для расчета трех зависимых констант через значения остальных подгоночных констант уравнения состояния. Дана сравнительная оценка работоспособности малоконстантных уравнений состояния по погрешности описания давления, возникающей при аппроксимации конкретным УС уникальных по точности экспериментальных PρT - данных SF₆, включая критическую область.

A brief overview of the modern equations of state (EOS) is given for technically important substances with the minor number of fitting constants (4 - 15 constants) used to approximate P-ρ-T data and calculations in a wide range of liquid and gas states with their range of applicability and the approximation errors. It is shown that the application of the three conditions in the critical point on the adjustable constants of EOS leads to the exclusion of the practical approximating use a wide class of cubic EOS with two or three adjustable parameters in the transition region of states from gas to liquid, including the critical region. For some modern equations of state the formulas are given implied the conditions in the critical point for calculation of the three constants using values of the other adjustable constants of the EOS. A comparative assessment is given for the EOS efficiency with using the pressure error arising in the adjustment with specified EOS of the unique on accuracy experimental PρT data for SF₆ including the critical region.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики низких температур, Институт неорганической химии СО РАН

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории физики низких температур, Институт неорганической химии СО РАН

доктор физико-математических наук, заместитель директора Института теплофизики СО РАН

Wei Ya S. and Sadus R.J. Equations of State for the Calculation of Fluid-Phase Equilibria // AIChE Journal. 2000. V.46. No. 1. P. 169-196.

Яковлев В.Ф. Развитие идей Ван-дер-Ваальса в теории газов и жидкостей. / Cб. «Уравнения состояния газов и жидкостей. К столетию уравнения Ван-дер-Ваальса», под ред.чл.-кор.АН СССР И.И. Новикова. Изд. Наука, Москва. 1975. C. 135-156.

Каплун А.Б., Мешалкин А.Б.. Приближенные и высокоточные уравнения состояния однокомпонентных нормальных веществ // ЖФХ. 2006. Т.80. №11. С. 2097-2102.

Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. О термодинамическом обосновании формы единого уравнения состояния жидкости и газа // ТВТ. 2003. Т.41. №3. С. 373-380.

Sanchez I.C., Lacombe R.H. An Elementary Molecular Theory of Classical Fluids. Pure Fluids // J. Phys. Chem. 1976. V. 80. No. 21. P. 2352-2362.

Koak N., Heidemann R.A. Polymer-solvent phase behavior near the solvent vapor pressure // Ind. Eng. Chem. Res. 1996. V. 35. P. 4301-4309.

Moon Sam Shin, Yongjin Lee, Hwayong Kim. A crossover lattice fluid equation of state for pure fluids // J. Chem. Thermodynamics. 2008. V. 40. P. 174-179.

Петрик Г.Г., Гаджиева З.Р. Однопараметрическое семейство уравнений состояния на основе модели точечных центров и его связь с однопараметрическим законом соответственных состояний // Мониторинг. Наука и технологии. 2010. №1(2). С. 67-78.

Patel N.C., Teja A.S.. A new cubic equation of state for fluids and fluids mixtures // Chem. Eng. Sci. 1982. V. 37. P. 463- 473.

Безверхий П.П., В.Г. Мартынец, Э.В. Матизен. Объединенное уравнение состояния флюидов, включающее регулярную и скейлинговскую части // СФТП , 2008, Т. 3, No. 3, С. 13-29.

Stryjek R., Vera J.H. РRSV: An Imрroved Рeng-Robinson Equation of State for Рure Comрounds and Mixtures // Can. J. Chem. Eng. 1986. V. 64. P. 323.

Pitzer K.S., Lippman D.Z., Kurl R.F., Huggins C.M., Petersen D.E. Volumetric and Thermodynamic properties of Fluids. II. Compressibility Factor, vapor Pressure and Entropy of Vaporization // J. Amer. Chem. Soc. 1955. V.77. №13. P. 3433- 3440.

Филиппов Л.П. Закон соответственных состояний. Изд. МГУ, Москва, 1983.

Farrokh-Niae A.H., Moddarress H., Mohsen-Nia M. A three-parameter cubic equation of state for prediction of thermodynamic properties of fluids // J. Chem. Thermodynamics. 2008. V.40. P. 84-95.

Mohsen-Nia M., Moddaress H., Mansoori G.A. A Cubic Equation of State Based on a Simplified Hard-core Model // Chem. Eng. Comm. 1995. V. 131 P. 15-31.

Adachi Y., Lu B.C.-Y., Sugie H. Three-parameter equations of state // Fluid Phase Equilibr. 1983. V.13. P. 133-142.

Спиридонов Г.А., Квасов И.С. Эмпирические и полуэмпирические уравнения состояния газов и жидкостей // Обзоры по теплофизическим свойствам веществ // М.: ИВТАН СССР, 1986. № 1 (57). С. 45-117.

Benedict M., Webb G.B., Rubin L.C. An Empirical Equation for Thermodynamic Properties of Light Hydrocarbons and Their Mixtures: IV. Fugacities and Liquid-Vapor Equilibria // Chemical Engineering Progress. 1951. V. 47. N.9. P. 449-454.

Cooper H.W., Goldfrank J.C. B-W-R Constants and New Correlations // Hydrocarbon Processing. 1967. V.46. No.12. P. 141-146.

Kaufman T.G. Method for Phase Equilibrium Calculations Based on Generalized Benedict -Webb - Rubin Constants // Industrial and Engineering Chemistry Fundamentals. 1968. V.7. No.1. P. 115-120.

Orye R.V. Prediction and Correlation of Phase Equilibria and Thermal Properties with the BWR Equation of State // Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development. 1969. V.8. No. 4. P. 579-588.

Starling К.E. Thermo data refined to LPG. P. 1. // Hydrocarbon Processing. 1971. V.50. No.3. P.101-104

Nishiumi H. An improved generalized BWR equation of state with three polar parameters applicable to polar substances // Journal of Chemical Engineering of Japan. 1980. V.13. №3. P. 178-183.

Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. Уравнение состояния плотных газов однокомпонентных веществ // ДАН. 2003. Т. 392, № 1. С. 48-53.

Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. Малопараметрические термические и калорические уравнения состояния реального газа // ТВТ. 2010. Т. 48. №5. С. 692 - 698.

Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. Термические и калорические уравнения состояния жидкости и газа // Теплофизика и аэромеханика. 2009. Т.16. Спецвып. С. 719-724.

Kaplun A.B., Meshalkin A.B. Simple Self-empirical Equation of State of Liquid and Gas for Engineering Calculation // J. Chem. Eng. Data. 2011. V. 56. P. 1463 - 1467.

Каплун А.Б., Мешалкин А.Б., Безверхий П.П. Единое регулярное уравнение состояния для описания экспериментальных термических и калорических данных SF₆ в жидком и газообразном состояниях. Тезисы докл. XIII Российской конфер. по теплофизическим свойствам веществ, Новосибирск, 28.06.-1.07.2011, С. 36-38.

Безверхий П.П., Мартынец В.Г., Матизен Э.В., Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. Описание поведения SF₆ в области состояний от тройной точки до сверхкритического флюида // Теплофизика и аэромеханика. 2012. Т.18. (в печати).

Span R. and Wagner W. Equations of State for Technical Applications. I. Simultaneously Optimized Functional Forms for Nonpolar and Polar Fluids // Intern. J. of Thermophysics. 2003. V. 24. No. 1. P.1-39; II. Results for Nonpolar Fluids // там же, P.41-109; III. Results for Polar Fluids // там же, P. 111-162.

Setzmann U., Wagner W. A New Equation of State and Tables of Thermodynamic Properties for Methane Covering the Range from the Melting Line to 625 K at Pressures up to 1000 MPa // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1991. V. 20. P. 1061-1155.

Span R., Wagner W. A New Equation of State for Carbone Dioxide Covering the Fluid Region from the Triple Point Temperature to 1100 K at Pressures up to 800MPa // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1996. V. 25. P. 1509-1596.

Bucker D. and Wagner W. Reference Equations of State for the Thermodynamic Properties of Fluid Phase n-Butane and Isobutane //J. Phys. Chem. Ref. Data. 2006. V. 35. No. 2. P. 929-1018.

Guder C. and Wagner W. Reference Equation of State for the Thermodynamic Properties of Sulfur Hexafluoride (SF₆) for Temperatures from the Melting Line to 625 K and Pressures up to 150 MPa // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2009. V. 38. P. 33-94.

Sun L., Ely J.F. A Corresponding States Model for Generalized Engineering Equations of State // Int. J. Thermophys. 2005. V. 26. P. 705-728.

Lee B.I., Kesler M.G. A Generalized Thermodynamic Correlation Based on Three-Parameter Corresponding States // AIChE J. 1975. V. 21.No.3. P. 510-527.

Estela-Uribe J.F. A three-parameter corresponding states model for non-polar fluids based on multiparameter reference equations of state // Fluid Phase Equilibria. 2011. V. 304. P. 86-104.

Funke M., Kleinrahm R., Wagner W. Measurement and correlation of the (P, ρ, T) relation of sulphur hexafluoride (SF₆). I. The homogeneous gas and liquid region in the temperature range from 225 K to 340 K at pressures up to 12 MPa // J. Chem. Thermodynamics. 2002. Vol. 34. P. 717-734.