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Catégorie :Category: mViewer GX Creator Prog HP-Prime
Auteur Author: sergio99sanfer
Type : Basic
Page(s) : 10
Taille Size: 1,010.65 Ko KB
Mis en ligne Uploaded: 13/06/2019
Uploadeur Uploader: sergio99sanfer (Profil)
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Visibilité Visibility: Archive publique
Shortlink : http://ti-pla.net/a2177126

Description 

3. Objetivo: Utilizar el método de Poynting para calcular la fugacidad de un
líquido

Calcular la fugacidad del agua a T = 300 ºC y P = 50 MPa utilizando:


1) La ecuación de estado de Peng-Robinson
2) El método de Poynting
3) Las tablas de vapor de agua
Cálculo de la fugacidad de una fase condensada

Directamente mediante una ecuación de estado cúbica
(PR, VdW, Soave…)  fL


Mediante el método de Poynting  fC= Pis.ϕis.(FP)i

100

L
10
P, MPa




L-V
1



V
0.1 T constante


0.01
1E-3 0.01 0.1 1 10
3
v, m /kg
Resolución mediante la ecuación de Peng Robinson

Datos iniciales Cálculos iniciales
Temperatura, T = 573,15 K Tr (T / Tc) = 0,885447
Presión, P = 50 MPa Pr (P / Pc) = 2,260398
Masa molecular = 18,015 α = 1,105729
Temperatura crítica, Tc = 647,3 K A = 1,457647
Presión crítica, Pc = 22,12 MPa B = 0,198610
ω = 0,344

Resolución de la ecuación cúbica

R = 0,04965 > 0 Una solución

Z = 0,3064 Vm = 0,0292 m3/kmol


f  P   P exp  Z  1  ln  Z  B  
A
ln 
 
 Z  1  2 B 
   8,941 MPa

  
2 2B  Z  1  2 B 
 
Resolución mediante el método de Poynting


 c
  c

 P  Pi 
P V V
fi c,puro  Pi i  FP i  Pi i exp   s
s s s s m,i
dP   Pi i exp 
s s m,i s

 i RT   RT 
P




Ec. Antoine
Presión de vapor a 573,15 K: Ps = 8,720 MPa = de fugacidades

Volumen molar a 573,15 K y 50 MPa: Peng Robinson
Vm = 0,0292 m3/kmol = 0,0016 m3/kg Densidad + PM


is = coeficiente de fugacidad del
Peng Robinson
compuesto puro, en fase vapor y a
P=Ps= 8,720 MPa
Resolución mediante el método de Poynting (cálculo de is)

Datos iniciales Cálculos iniciales
Temperatura, T = 573,15 K Tr (T / Tc) = 0,885447
Presión, P = Ps=8.7197 MPa Pr (P/ Pc) = 0,38846
Masa molecular = 18,015 α = 1,105729
Temperatura crítica, Tc = 647,3 K A = 0,250503
Presión crítica, Pc = 22,12 MPa B = 0,034132
ω = 0,344

Resolución de la ecuación cúbica
R = -1,71.10-5 < 0 Tres soluciones

Z V = 0,7869 Vm = 0,400 m3/kmol



s

i  exp Z  1  ln  Z  B  
 V V A
ln  V

 Z V  1  2 B  
   0,7870

 
2 2B  Z  1  2 B 
  
Resolución mediante el método de Poynting


Cálculo de la fugacidad


 c
  c

 P  Pi 
P V V
fi c,puro  Pi i  FP i  Pi i exp   s
s s s s m,i
dP   Pi i exp 
s s m,i s

   RT 
Pi RT




  0,0016 18,015 
f c
  8,720  0,7870  exp   50  8,720 1000 
 8,3145  573,15
i ,puro

fi c,puro  8,837 MPa


Vm agua condensada (Peng-Robinson)
Resolución mediante las tablas de vapor de agua

Expresión para el cálculo de la fugacidad

 f   f 
Gi  Gm  RT ln  2   RT ln  2 
 f1   P1 

Compuesto puro Estado de referencia: gas ideal


En las tablas de vapor de agua

1. Estado inicial: T1 = 300ºC, P1 = 0,01 MPa  Vapor recalentado
H1 = 3076,7 kJ/kg S1 = 9,28 kJ/kg K


2. Estado final: T2 = 300ºC, P2 = 50 MPa  Líquido subenfriado

H2 = 1324,0 kJ/kg S2 = 3,12 kJ/kg K
Resolución mediante las tablas de vapor de agua
Resolución mediante las tablas de vapor de agua

Cálculo de Gm

H m  H 2  H1  1752, 7 kJ/kg
S m  S 2  S1  6,17 kJ/kg K
Gm  H m  T  S m  1778, 4 kJ/kg


Cálculo de fci,puro

 f2   fi.cpuro 
Gm  RT ln    RT ln 
 P 
 1
f  1 
 Gm   1778, 4 18,015  
f c
 P1 exp    0,01 exp    8,313 MPa
  
i. puro
 RT  8 , 3145 573,15
Comparación de resultados



Ecuación de estado de Peng Robinson f ci,puro= 8,941 MPa


Método de Poynting f ci,puro = 8,837 MPa


Tablas de vapor de agua f ci,puro = 8,313 MPa

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