مدل‌سازي ترموديناميكي تعادل فازي هيدرات گازهاي تبريدي با استفاده از معادله‌حالت PRSV2

Thermodynamics Modeling of Refrigerant Gases Hydrates by Using PSRV2 Equation of State

در اين مقاله توانايي معادله حالت مكعبي PRSV2 براي پيش‌بيني فشار تشكيل هيدرات مبردهاي كلرودي‌فلورومتان (R22)، تري‌فلورومتان (R23)، دي‌فلورومتان (R32)، پنتافلورواتان(R125)، 2،1،1،1تترافلورواتان (R134a)، 1،1دي‌فلورواتان (R152a) و كربن‌دي‌اكسيد(R744) در دما و فشارهاي گوناگون در آب خالص مورد بررسي قرار گرفته است. براي محاسبه فوگاسيته اجزا در فازهاي مايع و بخار، از روش jj با استفاده از معادله حالت PRSV2 به‌همراه قانون اختلاط دو پارامتري مارگولس استفاده شده است. مدل ارايه شده براي فاز هيدرات براساس تساوي فوگاسيته آب در فازهاي مايع و هيدرات مي‌باشد. پارامترهاي ثابت لانگموير با استفاده از داده‌هاي تجربي تعادل سه‌فازي بخار ـ مايع ـ هيدرات به‌دست آمده‌اند. براي بهينه‌سازي پارامترهاي موجود در مدل از الگوريتم نلدر ـ ميد استفاده شده است. توافق قابل قبولي بين فشارهاي پيش‌بيني شده توسط اين مدل و داده‌هاي تجربي ديده شد. درصد ميانگين خطاي مطلق براي اين مدل بين 24/0 درصد براي تري‌فلورومتان تا 34/1 درصد براي پنتافلورواتان مي‌باشد.

In this study, a thermodynamic model is presented for the study of the phase equilibria of clathrate hydrates of refrigerants namely Chlorodifluoromethane (R22), Trifluoromethane (R23), difluoromethane) R32), Pentafluoroethane (R125), 1,1,1,2tetrafluoroethane (R134a), 1,1difluoroethane  (R152a), and carbon dioxide  (R744). For the modeling of the vapor and liquid phases, the PengRobinson equation of state modified by Stryjek and Vera (PRSV2) and the Margulestype mixing rule were employed. To achieve more accurate results, binary interaction parameters are adjusted as a function of temperature. The model is based on equality of water fugacity in the liquid water and hydrate phases. Equation of Du and Guo has been used for the calculation of the Langmuir constant. Also, the parameters was fitted by Nedler–Mead nonlinear regression method. The experimental and predicted values show good agreement. The average absolute deviation values of models for R22, R23, R32, R125, R134a, R152a, and R744 refrigerants hydrates are about 1.33%, 0.24%, 0.71%, 1.34%, 0.84%, 0.99%, and 0.97% respectively.