پیش‌بینی خواص ترمودینامیکی آلکانول‌آمین‌ها با استفاده از معادله حالت SAFT

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: دکتری

عنوان: Title: پیش‌بینی خواص ترمودینامیکی آلکانول‌آمین‌ها با استفاده از معادله حالت SAFT

ارائه دهنده: Provider: آرش پاکروش

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر حسینعلی زارعی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر حسین ایلوخانی (داور داخلی-استاد) ـ دکتر علی مقاری (داور خارجی-استاد) ـ دکتر امیرحسین جلیلی (داور خارجی-استاد)

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: چهارشنبه، 24 شهریور 1400 ساعت: 10:00 صبح

مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تئاتر پروفسور اردشیر خزایی

چکیده: Abstract: آگاهی از خواص ترمودینامیکی و پیش‌بینی آن‌ها برای ترکیبات شیمیایی مختلف نظیر آلکانول‌آمین‌ها، گازهای اسیدی و هیدروکربن‌ها، و مخلوط‌های آن‌ها یکی از ‌نیازهای اساسی و مهم برای توسعه‌ی طیف وسیعی از صنایع است. معادله حالت نظریه‌ی آماری سیال تجمعی (SAFT)، به عنوان معادله حالتی با اساس نظری، ابزاری پیشرفته برای مدل‌سازی ترمودینامیکی انواع سیال‌های تجمعی و غیرتجمعی، و مخلوط‌های آن‌ها است. با این حال، فقدان روش پارامتریزه‌کردن شفاف و جامع، انحراف در پیش‌بینی خواص ترمودینامیکی مشتقی مرتبه‌ی دوم و نقطه‌ی بحرانی برخی از چالش‌های اصلی معادلات حالت خانواده‌ی SAFT هستند که سد راه تبدیل شدن آن‌ها به معادلات حالت صنعتی شده‌اند. در این پژوهش، پس از تشریح روند انتخاب داده‌های تجربی و ایجاد پایگاه داده‌ی خواص ترمودینامیکی (با بیش از یکصد هزار نقطه داده)، فرآیند محاسبه‌ی پارامترهای تنظیم‌پذیر معادله حالت SAFT اصلاح، و روشی جدید برای پارامتریزه‌کردن آن توسعه داده شده است. پس از آن، با اصلاح جمله‌ی کره سخت، به عنوان سیال مرجع معادلات حالت SAFT، اثر به‌کارگیری معادلات حالت مختلف کره سخت بر دقت نتایج بررسی شده است. سپس، نقش سهم پراکندگی در معادله حالت SAFT تجزیه و تحلیل شده است. در نهایت بر اساس نتایج اصلاحات و تحلیل‌های انجام شده، با اعمال داده‌های فشار-چگالی-دما (PρT) و روش پارامتریزه‌کردن مذکور، نگارشی جدید از معادله حالت SAFT، با نام PρT-SAFT، توسعه داده شده است. با محاسبه‌ی پارامترهای معادله حالت PρT-SAFT برای 64 سیال تجمعی و غیرتجمعی، شامل آلکانول‌آمین‌ها، آلکان‌ها، سیکلوآلکان‌ها، آلکن‌ها، آروماتیک‌ها، استرها، هیدروکربن‌های کلردار، گازهای اسیدی و تعدادی از سیال‌های پرکاربرد، خواص ترمودینامیکی آن‌ها، مشتمل بر فشار (P)، چگالی (ρ)، دما (T)، فشار بخار (P^sat)، چگالی‌ فاز مایع اشباع (ρ_liq^sat)، چگالی فاز بخار اشباع (ρ_vap^sat)، نقطه‌ی بحرانی (P_C، T_C و ρ_C)، ظرفیت گرمایی در حجم ثابت (C_v)، ظرفیت گرمایی در فشار ثابت (C_P)، سرعت صوت (u)، ضریب انبساط گرمایی (α_P)، ضریب تراکم‌پذیری هم‌دما (κ_T)، ضریب ژول-تامسون (μ_JT) و منحنی وارونگی ژول-تامسون (JTIC) در طیف وسیعی از دما و فشار، پیش‌بینی و با داده‌های تجربی و نتایج سایر معادلات حالت پرکاربرد نظیر PC-SAFT، SAFT-VR-Mie و SRK مقایسه شده است. در ادامه، معادله حالت PρT-SAFT به مخلوط‌ها تعمیم داده شده و خواص ترمودینامیکی مخلو‌ط‌هایی نظیر گاز طبیعی، و مخلوط‌های دوتایی و سه‌تایی حاوی آلکانول‌آمین‌ها نیز پیش‌بینی و نتایج با داده‌های تجربی و برخی از معادلات حالت پرکاربرد مقایسه شده‌اند. در مجموع، نتایج معادله حالت PρT-SAFT در پیش‌بینی خواص آلکانول‌آمین‌‌های خالص و مخلوط‌های آن‌ها‌ عملکرد بسیار چشمگیری داشته و نتایج حاصله از توافق خوبی با داده‌های تجربی برخوردار هستند. همچنین مقایسه‌ی عملکرد PρT-SAFT با سایر معادلات حالت خانواده‌ی SAFT نشان می‌دهد که PρT-SAFT عملکرد بسیار بهتری در پیش بینی خواص مشتقی مرتبه‌ی دوم از جمله سرعت صوت، ضریب انبساط گرمایی و ضریب تراکم‌پذیری هم‌دما داشته است.

فایل: ّFile: Download فایل