فرمت: فایل ترجمه شده به فرمت ورد و قابل ویرایش و اصل مقاله به فرمت پی دی اف و قابل کپی و پیست
تعداد صفحه: 13 صفحه فایل ورد ترجمه شده روان و سلیس و 7 صفحه فایل پی دی اف اصل مقاله
رسته: شیمی، پلیمر، مهندسی شیمی، مهندسی مکانیک، مواد و سایر رشته های وابسته
فایل ترجمه شده شامل تمامی فرمولها، محاسبات، جداول، تصاویر و نمودارها میباشد.
مدلسازی سیستم های VLE و GLE شامل پلیمرها توسط معادله حالت SRK
چکیده: یک بسط ساده برای معادلات حالت درجه سوم (EOS) برای سیستم های پلیمری پیشنهاد شده است. معادله حالت درجه سوم Soave-Redlich-Kwong (SRK) به عنوان یک استفاده می شوند تا رفتار PVT را در مذاب های پلیمری در محدوده گسترده ای از دما و فشار شرح دهند. در ترکیب با قانون اختلاط Huron-Vidal gE اصلاح شده، معادله برای مدلسازی تعادل بخار – مایع محلول های پلیمر – حلال و انحلال پذیری گازهای فوق بحرانی در مذاب های پلیمری بکار می رود و نتایج رضایت بخش به دست می آیند.
کلمات کلیدی: معادله حالت SRK ، پلیمر، تعادل فازی، رفتار PVT
1. مقدمه
معادلات حالت بطور گسترده ای در محاسبات مهندسی برای مدلسازی خواص ترمودینامیکی و رفتار فازی نه تنها سیستم های شامل مواد نرمال بلکه ترکیبات سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. در دهه های اخیر معادلات حالت(EOS) مناسب برای سیتم های پلیمری با تلاش های مورد بررسی قرار گرفته اند. بسیاری از معادلات حالت جدید پیشنهاد شده اند و می توانند تقریبا به دو مدل شبکه ای و زنجیره ای طبقه بندی شوند. مدل های شبکه ای از حفره یا نوع سلول براساس نظریه کلاسیک فلوری هاگینز می باشد. آن ها می توانند برای شرح پلیمرهای تراکم ناپذیر به خوبی مدل های ضریب فعالیت نوع فلوری هاگینز استفاده شوند و در توصیف موارد تراکم پذیر که اغلب در فرآوری پلیمر در فشارهای ارزیابی شده اهمییت دارند، بهترند. مدل های پیوسته از تئوری وان در والس عمومی شده سرچشمه می گیرند. آن ها نسبت به انواع شبکه ای مفیدند که می توانند حد گاز ایده آل را برآورده سازند، بنابراین، احتمالا برای مواد با وزن مولکولی کم نیز مناسب باشند. برای مثال معادلات SAFT، بطور موفقیت آمیز به سیستم های تشکیل شده از پلیمرها و ترکیبات کوچک اعمال می شوند. با این حال، برای مواد و مسائل مرسوم مانند برآورده کردن شرایط بحرانی همیشه قابل اعتماد نیستند و هنوز هم باید حل شوند. بعلاوه پیچیدگی این نوع از معادلات حالت، به زمان محاسبه بسیار طولانی ختم می شود که باید در محاسبات مهندسی خودداری شود.به این دلایل بسط معادلات حالت مکعبی برای سیستم های پلیمری در گذشته، به ویژه برای محاسبات تعادلات فازی سیستم های پلیمر – حلال توجهات بسیاری را جلب کرده است. در متون علمی، معادلات حالت مکعبی بطور مستقیم با استفاده از پارامترهای مدل تخمین زده شده از خواص PVT مذاب های پلیمری به مولکول های پلیمر اعمال شده اند. اما اغلب این به مسائل محاسباتی به خاطر تقارن سیستم های مورد مطالعه ختم می شود. به عنوان مثال یک پارامتر جاذبه باینری به شدت بزرگتر در محاسبات تعادل فازی برای سیستم های پلیمر – حلال با استفاده از قانون اختلاط کلاسیک وان در والس یا قانون اختلاط Huron-Vidal gE (HVMR) نیاز است و در بسیاری از موارد مقادیر آن بزرگتر از 40 است که واضح ست از لحاظ فیزیکی بزرگتر از 40 می باشد و به مسایل بیشتری با استفاده از بسط مدل برای سیستم های چندجزیی ختم می شود.
در این مطالعه، بسط ساده ای از معادله حالت مکعبی مرسوم برای مذاب ها و مخلوط های پلیمری با درنظر گرفتن معادله حالت SRK به عنوان یک نمونه اولیه ارائه می شود که در آن بخش پلیمری نسبت به مولکول پلیمر متمرکز می شود. تعادل مایع – بخار (VLE) محلول های پلیمر حلال و انحلال پذیری گازهای فوق بحرانی در مذاب های پلیمری (GLE) مورد بررسی قرار می گیرند.
2. بسط معادله حالت SRK برای پلیمرهای خالص
نقطه شروع این روش در برابری حجم های ویژه پلیمر و بخش آن است، یعنی:…………..
Modeling VLE and GLE of Systems Involving Polymers by Using
SRK Equation of State*
JI Weirong(itl%R)**
College of Chemical Engineering and Materials Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 3 10032,
China
Abstract A simple extension of cubic equations of state (EOS) to polymer systems has been proposed. The SOave-
Redlich-Kwong (SRK) EOS was taken as a prototype to be used to describe the PVT behavior of polymer melts
in a wide temperature and pressure range. Combined with a modified Huron-Vidal gE-mixing rule it was applied for
modeling vapor-liquid equilibria of polymer-solvent solutions and the solubility of supercritical gases in polymer
melts. Satisfactory results are obtained.
Keywords SRK equation of state, polymer, phase equilibrium, PVT behavior.
1 INTRODUCTION
Equations of state have been widely used in the
engineering calculations for modeling thermodynamic
properties and phase behaviors of systems involving
not only normal substances but also heavy compounds.
In the past decades equations of state (EOS) suitable for
polymer systems was investigated with immense efforts.
Many new EOS were proposed and they can be roughly
categorized into two, namely, the lattice and the continuum
models[l]. The lattice models[2-41 of either
the hole or the cell type are on the basis of the classic
Flory-Huggins theory[5]. They can be used to describe
incompressible polymers as well as the Flory-Huggins
type of activity coefficient models, and are better in the
description of compressible ones, which are often of
importance in the polymer processing at elevated pressures.
The continuum models originate from the generalized
van der Waals theory[6]. They are advantageous
over the lattice ones in that they can satisfy the ideal
gas limit and can, therefore, possibly be suitable for
substances with low molecular weights as well. For
example, the SAFT-equations[7-91 have been successfully
applied to systems composed of polymers
and small compounds. However, they are not always
reliable for conventional substances and problems
such as the satisfaction of critical conditions are still
to solve. In addition, the complexity of these kinds of
EOS leads to a very long computation time, which
should be avoided in the engineering calculations. For
these reasons, the extension of the cubic EOS to
polymer systems has been paid much attention in the
past, particularly for the phase equilibrium calculation
of polymer-solvent systems[ 1O-17]. In the literature,
the cubic EOS was applied directly to polymer molecules
by using model parameters estimated from the
PVT properties of polymer melts. But this often leads
to calculation problems because of the strong asymmetry
of the systems studied. As an example, an extremely
larger binary interactive parameter is needed
……………..in the calculation of phase equilibria for polymer