Программа для проверки адекватности расчетных моделей, используемых для прогнозирования свойств газов и жидкостей

Полный текст

В настоящее время при проектировании технологических процессов нефтегазовой и химической промышленности широко используются различные программные продукты [1]. В основе расчетных алгоритмов, реализованных в данных программах, обычно лежат всевозможные уравнения состояния и корреляционные зависимости, позволяющие определить параметры фазовых равновесий и свойства фаз [2-5]. Однако в каждом конкретном случае перед проектировщиком встает вопрос о выборе расчетных моделей, позволяющих адекватно описать свойства перерабатываемых сред. В этой связи специалисту целесообразно иметь в своем распоряжении программный продукт, который наряду с расчетными методиками содержал бы базу данных по свойствам компонентов и фазовым равновесиям при различных температурах и давлениях [6]. Для решения указанной задачи был разработан программный продукт, основное окно которого представлено на рис. 1. Он позволяет выбрать из базы данных химический компонент, указать интересующее свойство и сравнить результаты расчетов с помощью указанной модели с имеющимися в программе экспериментальными данными. К основным свойствам, представляющим практический интерес для проектирования технологических процессов, отнесены плотность, энтальпия, теплопроводность, вязкость и поверхностное натяжение. Сравнение свойств может быть выполнено для газовой и жидкой фаз как для докритических значений температур и давлений, так и в сверхкритических условиях. Кроме того, программа может автоматически определять фазовое состояние компонента и сравнивать условия наступления фазового перехода с их реальными значениями. Рис. 1. Окно разработанной программы r, кг/м3 T, К Рис. 2. Результаты анализа плотности пропана (сплошные линии - экспериментальные зависимости [6], точки - расчетные данные) В качестве примера работы программы на рис. 2 представлена зависимость плотности пропана от температуры и давления. Линии соответствуют экспериментальным данным [6], точками обозначены результаты расчетов с помощью уравнения состояния Пенга - Робинсона [3, 4]. Из рассмотрения указанного рисунка пользователь программы может сделать выводы, что уравнение состояния Пенга - Робинсона: - хорошо описывает плотность газа в широком диапазоне термодинамических условий; - хорошо описывает плотность сверхкритической фазы; - имеет высокие погрешности при расчете плотности жидкой фазы (причем как положительные, так и отрицательные в зависимости от приведенной температуры). Кроме графического представления сравнительные данные могут иметь вид таблиц с указанием значений погрешности расчетов. Проводя аналогичные сравнения для других компонентов, присутствующих в технологическом процессе, проектировщик может сделать вывод о целесообразности использования той или иной модели для расчета свойств фаз. В качестве дальнейшего развития программы рассматривается возможность сравнения экспериментальных и расчетных данных по фазовому равновесию для бинарных систем. К основным параметрам, по которым будет проводиться сравнение, отнесены составы паровой и жидкой фаз.

Об авторах

Сергей Борисович Коныгин

Самарский государственный технический университет

(д.т.н.), заведующий кафедрой «Машины и оборудование нефтегазовых и химических производств» Россия, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список литературы

Дополнительные файлы