Плотность жидкости при нормальной температуре кипения (стр. 2 из 2)

= 134,222/140,9 = 0,952 г/см³ .

Метод Йена и Вудса

Метод предназначен для прогнозирования плотностей жидкостей при любыхдавлениях. В приложении к плотности насыщенной жидкости метод заключается в следующем. Приведенная плотность жидкости, находящейся на линии насыщения, коррелирована с приведенной температурой:

,(6.21)

где

- мольная плотность насыщенной жидкости,

- критическая плотность вещества,

- приведенная температура.

Коэффициенты

являются функциями критического коэффициента сжимаемости и вычисляются по уравнениям

;(6.22)

при

;(6.23)

при

;(6.24)

;(6.25)

.(6.26)

Пример 6.5

Методом Йена и Вудса рассчитать плотность жидкого изобутилбензола, находящегося на линии насыщения в диапазоне 298-650 К. Критический коэффициент сжимаемости изобутилбензола равен 0,28, критический объем составляет 480 см³/моль.

Решение

1. Вычисляем значения коэффициентов K_j:

;

;

;

.

2. Критическая плотность изобутилбензола:

г/см³ .

3. Рассчитываем плотность жидкого изобутилбензола, находящегося на линии насыщения. Для 298 К имеем

=0,8056 г/см³.

Фрагмент результатов расчета при других температурах приведен в табл. 6.6., на рис. 6.9. дается сопоставление их с полученными методом Ганна-Ямады и другими методами.

Метод Чью-Праусница

Метод предназначен для прогнозирования плотности жидкости при любых давлениях. В приложении к жидкому состоянию на линии насыщения метод заключается в следующем. Отношение критической плотности _cк плотности насыщенной жидкости _sкоррелировано с приведенной температурой и ацентрическим фактором:

.

Для расчета

предложены следующие эмпирические уравнения:

;(6.27)

;(6.28)

(6.29)

Пример 6.6

Методом Чью и Праусница рассчитать плотность жидкого изобутилбензола, находящегося на линии насыщения, в диапазоне 298-650 К. Критический объем составляет 480 см³/моль.

Решение

1. Вычисляем значения функций

. Для 298 К имеем

;

;

.

2. Вычисляем критическую плотность

г/см³.

3. Рассчитываем плотность изобутилбензола при 298 К:

г/см³.

Результаты расчета плотности насыщенной жидкости при других температурах приведены в табл. 6.6. и сопоставлены на рис. 6.9. с данными, полученными методами Ганна-Ямады и Йена-Вудса.

Таблица 6.6

Плотность жидкого изобутилбензола (г/см³) на линии насыщения,

вычисленная методами Ганна-Ямады (

), Йена-Вудса (

)

и Чью-Праусница (

)

Т, К				V
323	0,497	0,239	0,362	144,5	0,929	0,789	0,3760	-0,1921	0,2659	0,8189
373	0,574	0,228	0,380	152,3	0,882	0,753	0,3834	-0,1271	0,1062	0,7976
473	0,728	0,205	0,426	172,4	0,779	0,671	0,4238	-0,0408	-0,1195	0,7145
573	0,882	0,179	0,512	209,7	0,640	0,556	0,5091	-0,0094	-0,2057	0,5872
648	0,997	0,158	0,817	337,4	0,398	0,348	0,8333	-0,2592	0,4746	0,3481

Р и с. 6.9. Зависимость плотности изобутилбензола

от температуры

Из сопоставления следует, что все рассмотренные методы единообразно передают характер изменения плотности изобутилбензола с изменением температуры, наибольшее различие в оценках составляет 18% отн. и относится к 298 К. Причем метод Йена-Вудса дает меньшие значения плотности во всем диапазоне температур. Опыт нашей работы показывает, что из рассмотренных методов предпочтение следует отдавать методам Ганна-Ямады, Чью-Праусница и методу, основанному на коэффициентах сжимаемости, которые вычислены по таблицам Ли-Кеслера или аналитическому уравнению состояния Бенедикта-Уэбба-Рубина.

Плотность ненасыщенной жидкости

При прогнозировании плотности ненасыщенной жидкости в основном используются следующие подходы.

1. В качестве опорного значения плотности принимается плотность насыщенной жидкости при рассматриваемой температуре; вычисляется вклад в плотность, обусловленный изменением давления от уровня давления насыщенного пара до заданного, и рассчитывается плотность жидкости под давлением.

2. По таблицам Ли-Кеслера или по уравнению состояния вещества вычисляется коэффициент сжимаемости при заданных температуре и давлении, после чего вычисляется молярный объем вещества и его плотность.