由一階平均球形近似狀態(tài)方程計(jì)算流體的熱力學(xué)性質(zhì).pdf

1、徑向分布函數(shù)(RDF)是表征流體微觀結(jié)構(gòu)的重要函數(shù)，在流體理論研究中，徑向分布函數(shù)理論是化工熱力學(xué)中最活躍的研究方向之一，也是所有溶液理論中最精確的部分。Tang等結(jié)合一階OZ方程和平均球形近似(FMSA)提出的狀態(tài)方程是完全從分布函數(shù)理論出發(fā)所得到的理論型狀態(tài)方程。 本文運(yùn)用Tang基于FMSA開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件計(jì)算了LJ流體的徑向分布函數(shù)、壓縮因子、等溫線以及汽液相共存相圖等，并與分子模擬的結(jié)果相比較。結(jié)果顯示：FMSA理論可以

2、很好的計(jì)算流體的結(jié)構(gòu)；除臨界點(diǎn)附近外，F(xiàn)MSA狀態(tài)方程能夠很好的預(yù)測(cè)LJ流體的汽液相共存密度以及LJ流體的PVT性質(zhì)。另外在T<'*>＝1.0～2.0的范圍內(nèi)，F(xiàn)MSA狀態(tài)方程對(duì)第二維里系數(shù)的計(jì)算與分子模擬結(jié)果的平均相對(duì)偏差小于2％。 本文利用流體汽液平衡的密度數(shù)據(jù)由FMSA狀態(tài)方程回歸了12種小分子流體的LJ參數(shù)σ和ε/κ。本文回歸得到的參數(shù)與由粘度和第二維里系數(shù)回歸得到的參數(shù)較接近，同Tang得到的參數(shù)基本一致。本文利用回歸

3、得到的LJ參數(shù)計(jì)算了真實(shí)流體的汽液共存相圖、流體在不飽和區(qū)的PVT性質(zhì)以及真實(shí)流體的第二維里系數(shù)。FMSA方程的計(jì)算結(jié)果與數(shù)據(jù)手冊(cè)上的數(shù)據(jù)以及由PR方程、SRK方程的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示：對(duì)于分子形狀接近球形的非極性或弱極性流體，除臨界點(diǎn)附近外，F(xiàn)MSA方程可以在較大的溫度和壓力范圍內(nèi)預(yù)測(cè)流體的PVT性質(zhì)；對(duì)于球形分子，F(xiàn)MSA方程計(jì)算結(jié)果的偏差隨分子尺寸的變化基本保持穩(wěn)定；在低密度區(qū)FMSA方程和PR方程都能很好的預(yù)測(cè)流體的P

4、VT性質(zhì)；在臨界點(diǎn)附近FMSA方程計(jì)算的結(jié)果偏差大干PR方程，但隨著流體的溫度或壓力遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)，F(xiàn)MSA方程計(jì)算結(jié)果的偏差迅速減小，特別是在液相區(qū)和高密度區(qū)：FMSA方程計(jì)算的結(jié)果明顯優(yōu)于PR方程；在中高溫度時(shí)FMSA方程可以較好的預(yù)測(cè)流體的第二維里系數(shù)，其結(jié)果稍優(yōu)于PR方程和SRK方程，只是在低溫時(shí)計(jì)算的偏差變大，這可能是微擾理論本身的缺陷以及LJ模型的近似性造成的；隨著分子的形狀偏離球形，計(jì)算的誤差變大，此時(shí)用考慮分子形狀的影響。另