Izračunajte gustoću tekućeg etilena na temelju ulaza temperature (104K-282K) i tlaka (1-100 bar). Koristi DIPPR korelaciju s korekcijom tlaka za točnu procjenu gustoće u petrohemijskim aplikacijama.
Valjani raspon: 104K - 282K
Valjani raspon: 1 - 100 bar
Kalkulator gustoće tekućeg etilena je specijalizirani alat dizajniran za precizno određivanje gustoće tekućeg etilena na temelju unosa temperature i pritiska. Etilen (C₂H₄) je jedan od najvažnijih organskih spojeva u petrohemijskoj industriji, služeći kao osnovna građevna jedinica za brojne proizvode uključujući plastiku, antifriz i sintetička vlakna. Razumijevanje gustoće tekućeg etilena je ključno za inženjerske primjene, projektiranje procesa, razmatranja skladištenja i logistiku transporta u industrijama koje se kreću od petrohemijske proizvodnje do sistema hlađenja.
Ovaj kalkulator koristi precizne termodinamičke modele za procjenu gustoće tekućeg etilena u rasponu temperatura (104K do 282K) i pritisaka (1 do 100 bara), pružajući inženjerima, naučnicima i profesionalcima u industriji pouzdane podatke za njihove primjene. Gustoća tekućeg etilena značajno varira s temperaturom i pritiskom, čineći tačne proračune esencijalnim za pravilno projektovanje i rad sistema.
Gustoća tekućeg etilena se izračunava koristeći modificiranu DIPPR (Institut za dizajn fizičkih svojstava) korelaciju s korekcijom pritiska. Ovaj pristup pruža tačne procjene gustoće u tekućoj fazi etilena.
Osnovna jednadžba za izračunavanje gustoće tekućeg etilena pri referentnom pritisku je:
Gdje:
Da bi se uzeo u obzir učinak pritiska, primenjuje se termin korekcije pritiska:
Gdje:
Ovaj model proračuna važi unutar specifičnih raspona:
Izvan ovih raspona, etilen može postojati u gasovitom ili superkritičnom stanju, što zahteva različite metode proračuna. Kritična tačka etilena je približno na 283.18K i 50.4 bara, nakon čega etilen postoji kao superkritična tečnost.
Unos temperature:
Unos pritiska:
Nakon unosa važećih vrednosti temperature i pritiska, kalkulator će automatski prikazati:
Rezultate možete kopirati u međuspremnik koristeći ponuđeni taster za korišćenje u izveštajima, simulacijama ili drugim proračunima.
Evo nekoliko primera proračuna koji demonstriraju kako gustoća varira s temperaturom i pritiskom:
Temperatura (K) | Pritisak (bar) | Gustoća (kg/m³) |
---|---|---|
150 | 10 | 567.89 |
200 | 10 | 478.65 |
250 | 10 | 372.41 |
200 | 50 | 487.22 |
200 | 100 | 498.01 |
Kao što je prikazano u tabeli, gustoća tekućeg etilena opada s povećanjem temperature (pri konstantnom pritisku) i raste s povećanjem pritiska (pri konstantnoj temperaturi).
Evo kodnih implementacija proračuna gustoće tekućeg etilena u nekoliko programskih jezika:
1def calculate_ethylene_density(temperature_k, pressure_bar):
2 """
3 Izračunajte gustoću tekućeg etilena na osnovu temperature i pritiska.
4
5 Argumenti:
6 temperature_k (float): Temperatura u Kelvinima (važeći raspon: 104K do 282K)
7 pressure_bar (float): Pritisak u barima (važeći raspon: 1 do 100 bar)
8
9 Vraća:
10 float: Gustoća tekućeg etilena u kg/m³
11 """
12 # Konstantne vrednosti za etilen
13 A = 700
14 Tc = 283.18 # Kritična temperatura u K
15 n = 0.29683
16 B = 0.8
17 kappa = 0.00125 # Izotermalna kompresibilnost u MPa⁻¹
18 P_ref = 0.1 # Referentni pritisak u MPa (1 bar)
19
20 # Konvertujte pritisak iz bara u MPa
21 pressure_mpa = pressure_bar / 10
22
23 # Izračunajte gustoću pri referentnom pritisku
24 rho_ref = A * (1 - temperature_k/Tc)**n - B * temperature_k
25
26 # Primijenite korekciju pritiska
27 rho = rho_ref * (1 + kappa * (pressure_mpa - P_ref))
28
29 return rho
30
31# Primer korišćenja
32temp = 200 # K
33pressure = 50 # bar
34density = calculate_ethylene_density(temp, pressure)
35print(f"Gustoća tekućeg etilena pri {temp}K i {pressure} bara: {density:.2f} kg/m³")
36
1/**
2 * Izračunajte gustoću tekućeg etilena na osnovu temperature i pritiska.
3 *
4 * @param {number} temperatureK - Temperatura u Kelvinima (važeći raspon: 104K do 282K)
5 * @param {number} pressureBar - Pritisak u barima (važeći raspon: 1 do 100 bar)
6 * @returns {number} Gustoća tekućeg etilena u kg/m³
7 */
8function calculateEthyleneDensity(temperatureK, pressureBar) {
9 // Konstantne vrednosti za etilen
10 const A = 700;
11 const Tc = 283.18; // Kritična temperatura u K
12 const n = 0.29683;
13 const B = 0.8;
14 const kappa = 0.00125; // Izotermalna kompresibilnost u MPa⁻¹
15 const P_ref = 0.1; // Referentni pritisak u MPa (1 bar)
16
17 // Konvertujte pritisak iz bara u MPa
18 const pressureMPa = pressureBar / 10;
19
20 // Izračunajte gustoću pri referentnom pritisku
21 const rhoRef = A * Math.pow(1 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
22
23 // Primijenite korekciju pritiska
24 const rho = rhoRef * (1 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
25
26 return rho;
27}
28
29// Primer korišćenja
30const temp = 200; // K
31const pressure = 50; // bar
32const density = calculateEthyleneDensity(temp, pressure);
33console.log(`Gustoća tekućeg etilena pri ${temp}K i ${pressure} bara: ${density.toFixed(2)} kg/m³`);
34
1' Excel VBA funkcija za izračunavanje gustoće tekućeg etilena
2Function EthyleneDensity(TemperatureK As Double, PressureBar As Double) As Double
3 ' Konstantne vrednosti za etilen
4 Dim A As Double: A = 700
5 Dim Tc As Double: Tc = 283.18 ' Kritična temperatura u K
6 Dim n As Double: n = 0.29683
7 Dim B As Double: B = 0.8
8 Dim kappa As Double: kappa = 0.00125 ' Izotermalna kompresibilnost u MPa⁻¹
9 Dim P_ref As Double: P_ref = 0.1 ' Referentni pritisak u MPa (1 bar)
10
11 ' Konvertujte pritisak iz bara u MPa
12 Dim PressureMPa As Double: PressureMPa = PressureBar / 10
13
14 ' Izračunajte gustoću pri referentnom pritisku
15 Dim rho_ref As Double: rho_ref = A * (1 - TemperatureK / Tc) ^ n - B * TemperatureK
16
17 ' Primijenite korekciju pritiska
18 EthyleneDensity = rho_ref * (1 + kappa * (PressureMPa - P_ref))
19End Function
20
21' Korišćenje u Excel ćeliji:
22' =EthyleneDensity(200, 50)
23
1function density = ethyleneDensity(temperatureK, pressureBar)
2 % Izračunajte gustoću tekućeg etilena na osnovu temperature i pritiska
3 %
4 % Ulazi:
5 % temperatureK - Temperatura u Kelvinima (važeći raspon: 104K do 282K)
6 % pressureBar - Pritisak u barima (važeći raspon: 1 do 100 bar)
7 %
8 % Izlaz:
9 % density - Gustoća tekućeg etilena u kg/m³
10
11 % Konstantne vrednosti za etilen
12 A = 700;
13 Tc = 283.18; % Kritična temperatura u K
14 n = 0.29683;
15 B = 0.8;
16 kappa = 0.00125; % Izotermalna kompresibilnost u MPa⁻¹
17 P_ref = 0.1; % Referentni pritisak u MPa (1 bar)
18
19 % Konvertujte pritisak iz bara u MPa
20 pressureMPa = pressureBar / 10;
21
22 % Izračunajte gustoću pri referentnom pritisku
23 rho_ref = A * (1 - temperatureK/Tc)^n - B * temperatureK;
24
25 % Primijenite korekciju pritiska
26 density = rho_ref * (1 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
27end
28
29% Primer korišćenja
30temp = 200; % K
31pressure = 50; % bar
32density = ethyleneDensity(temp, pressure);
33fprintf('Gustoća tekućeg etilena pri %gK i %g bara: %.2f kg/m³\n', temp, pressure, density);
34
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3
4/**
5 * Izračunajte gustoću tekućeg etilena na osnovu temperature i pritiska.
6 *
7 * @param temperatureK Temperatura u Kelvinima (važeći raspon: 104K do 282K)
8 * @param pressureBar Pritisak u barima (važeći raspon: 1 do 100 bar)
9 * @return Gustoća tekućeg etilena u kg/m³
10 */
11double calculateEthyleneDensity(double temperatureK, double pressureBar) {
12 // Konstantne vrednosti za etilen
13 const double A = 700.0;
14 const double Tc = 283.18; // Kritična temperatura u K
15 const double n = 0.29683;
16 const double B = 0.8;
17 const double kappa = 0.00125; // Izotermalna kompresibilnost u MPa⁻¹
18 const double P_ref = 0.1; // Referentni pritisak u MPa (1 bar)
19
20 // Konvertujte pritisak iz bara u MPa
21 double pressureMPa = pressureBar / 10.0;
22
23 // Izračunajte gustoću pri referentnom pritisku
24 double rho_ref = A * pow(1.0 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
25
26 // Primijenite korekciju pritiska
27 double rho = rho_ref * (1.0 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
28
29 return rho;
30}
31
32int main() {
33 double temp = 200.0; // K
34 double pressure = 50.0; // bar
35 double density = calculateEthyleneDensity(temp, pressure);
36
37 std::cout << "Gustoća tekućeg etilena pri " << temp << "K i "
38 << pressure << " bara: " << density << " kg/m³" << std::endl;
39
40 return 0;
41}
42
1public class EthyleneDensityCalculator {
2 /**
3 * Izračunajte gustoću tekućeg etilena na osnovu temperature i pritiska.
4 *
5 * @param temperatureK Temperatura u Kelvinima (važeći raspon: 104K do 282K)
6 * @param pressureBar Pritisak u barima (važeći raspon: 1 do 100 bar)
7 * @return Gustoća tekućeg etilena u kg/m³
8 */
9 public static double calculateEthyleneDensity(double temperatureK, double pressureBar) {
10 // Konstantne vrednosti za etilen
11 final double A = 700.0;
12 final double Tc = 283.18; // Kritična temperatura u K
13 final double n = 0.29683;
14 final double B = 0.8;
15 final double kappa = 0.00125; // Izotermalna kompresibilnost u MPa⁻¹
16 final double P_ref = 0.1; // Referentni pritisak u MPa (1 bar)
17
18 // Konvertujte pritisak iz bara u MPa
19 double pressureMPa = pressureBar / 10.0;
20
21 // Izračunajte gustoću pri referentnom pritisku
22 double rhoRef = A * Math.pow(1.0 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
23
24 // Primijenite korekciju pritiska
25 double rho = rhoRef * (1.0 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
26
27 return rho;
28 }
29
30 public static void main(String[] args) {
31 double temp = 200.0; // K
32 double pressure = 50.0; // bar
33 double density = calculateEthyleneDensity(temp, pressure);
34
35 System.out.printf("Gustoća tekućeg etilena pri %.1fK i %.1f bar: %.2f kg/m³%n",
36 temp, pressure, density);
37 }
38}
39
Petrohemijska obrada:
Kriogeno skladištenje i transport:
Proizvodnja polietilena:
Sistemi hlađenja:
Kontrola kvaliteta:
Termodinamičke studije:
Razvoj materijala:
Simulacija procesa:
Dimenzionisanje opreme:
Sistemi sigurnosti:
Iako ovaj kalkulator pruža zgodan način za procenu gustoće tekućeg etilena, postoje alternativni pristupi:
Eksperimentalna merenja:
Jednadžbe stanja:
NIST REFPROP baza podataka:
Objavljene tabele podataka:
Studija fizičkih svojstava etilena datira iz ranog 19. veka kada je Michael Faraday prvi put ukapljio etilen 1834. koristeći kombinaciju niske temperature i visokog pritiska. Međutim, sistematske studije gustoće tekućeg etilena započele su u ranim 20. veku kako se industrijske primene etilena proširile.
U 1940-im i 1950-im, kako je petrohemijska industrija brzo rasla, postalo je neophodno preciznije merenje svojstava etilena. Rane korelacije za tečnu gustoću obično su bile jednostavne polinomne funkcije temperature, s ograničenom tačnošću i rasponom.
Šezdesetih godina prošlog veka, razvijeni su sofisticiraniji modeli zasnovani na principu odgovarajućih stanja, koji su omogućili procenu svojstava na osnovu kritičnih parametara. Ovi modeli su poboljšali tačnost, ali su i dalje imali ograničenja, posebno pri visokim pritiscima.
Institut za dizajn fizičkih svojstava (DIPPR) započeo je razvoj standardizovanih korelacija za hemijska svojstva 1980-ih. Njihove korelacije za gustoću tekućeg etilena predstavljale su značajno poboljšanje u tačnosti i pouzdanosti.
U poslednjim decenijama, napredak u računarskim metodama omogućio je razvoj složenijih jednadžbi stanja koje mogu precizno predvideti svojstva etilena u širokim rasponima temperature i pritiska. Moderni molekularni simulacijski tehnike takođe omogućavaju predikciju svojstava iz prvih principa.
Tehnike merenja gustoće su takođe značajno evoluirale. Rane metode oslanjale su se na jednostavne tehnike pomeranja, dok moderne metode uključuju:
Ove napredne tehnike pružile su visoko kvalitetne eksperimentalne podatke potrebne za razvoj i validaciju korelacija korišćenih u ovom kalkulatoru.
Tečni etilen je tečno stanje etilena (C₂H₄), bezbojni, zapaljivi gas na sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku. Etilen se mora ohladiti ispod tačke ključanja od -103.7°C (169.45K) pri atmosferskom pritisku da bi postojala kao tečnost. U ovom stanju, obično se koristi u industrijskim procesima, posebno kao sirovina za proizvodnju polietilena.
Gustoća etilena je ključna za dizajniranje skladišnih rezervoara, transportnih sistema i procesne opreme. Tačne vrednosti gustoće omogućavaju pravilno dimenzionisanje opreme, osiguravaju sigurnost pri rukovanju i omogućavaju precizno izračunavanje masenih protoka, prenosa toplote i drugih parametara procesa. Gustoća takođe utiče na ekonomiju skladištenja i transporta, jer određuje koliko etilena može biti sadržano u datom volumenu.
Temperatura ima značajan uticaj na gustoću tekućeg etilena. Kako temperatura raste, gustoća opada zbog toplotne ekspanzije tečnosti. Blizu kritične temperature (283.18K), gustoća se menja dramatično s malim promenama temperature. Ova veza je posebno važna u kriogenim aplikacijama gde je kontrola temperature esencijalna.
Pritisak ima umeren uticaj na gustoću tekućeg etilena. Viši pritisci rezultiraju nešto višim gustoćama zbog kompresije tečnosti. Učinak je manje izražen od učinaka temperature, ali postaje značajniji pri pritiscima iznad 50 bara. Odnos između pritiska i gustoće je približno linearni unutar normalnog radnog raspona.
Blizu kritične tačke (približno 283.18K i 50.4 bara), gustoća etilena postaje veoma osetljiva na male promene temperature i pritiska. Razlikovanje između tečne i gasovite faze nestaje na kritičnoj tački, a gustoća se približava kritičnoj gustoći od oko 214 kg/m³. Kalkulator možda neće pružiti tačne rezultate vrlo blizu kritične tačke zbog složenog ponašanja u ovoj oblasti.
Ne, ovaj kalkulator je posebno dizajniran za tečni etilen unutar temperaturnog raspona od 104K do 282K i pritisnog raspona od 1 do 100 bara. Proračuni gustoće gasovitog etilena zahtevaju različite jednadžbe stanja, kao što je idealni gasni zakon s korekcijama kompresibilnosti ili složeniji modeli poput Peng-Robinson ili Soave-Redlich-Kwong.
Kalkulator pruža procene gustoće s tačnošću od približno ±2% unutar navedenih raspona temperature i pritiska. Tačnost može opasti blizu granica važećih raspona, posebno blizu kritične tačke. Za primene koje zahtevaju veću preciznost, laboratorijska merenja ili složeniji termodinamički modeli mogu biti neophodni.
Kalkulator koristi sledeće jedinice:
Da, možete konvertovati gustoću u druge uobičajene jedinice koristeći ove konverzione faktore:
Za sveobuhvatnije podatke o svojstvima etilena, konsultujte resurse kao što su:
Younglove, B.A. (1982). "Termofizička svojstva fluida. I. Argon, Etilen, Parahidrogen, Azot, Azotni trifluorid i Kiseonik." Časopis fizičkih i hemijskih referentnih podataka, 11(Supplement 1), 1-11.
Jahangiri, M., Jacobsen, R.T., Stewart, R.B., & McCarty, R.D. (1986). "Termodinamička svojstva etilena od linije smrzavanja do 450 K pri pritiscima do 260 MPa." Časopis fizičkih i hemijskih referentnih podataka, 15(2), 593-734.
Institut za dizajn fizičkih svojstava. (2005). DIPPR Projekat 801 - Puna verzija. Institut za dizajn fizičkih svojstava/AIChE.
Span, R., & Wagner, W. (1996). "Nova jednadžba stanja i tabele termodinamičkih svojstava za metan pokrivajući raspon od tačke topljenja do 625 K pri pritiscima do 1000 MPa." Časopis fizičkih i hemijskih referentnih podataka, 25(6), 1509-1596.
Lemmon, E.W., McLinden, M.O., & Friend, D.G. (2018). "Termofizička svojstva fluidnih sistema" u NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. Nacionalni institut za standarde i tehnologiju, Gaithersburg MD, 20899.
Poling, B.E., Prausnitz, J.M., & O'Connell, J.P. (2001). Svojstva gasova i tečnosti (5. izd.). McGraw-Hill.
Američki institut hemijskih inženjera. (2019). DIPPR 801 Baza podataka: Prikupljanje podataka o svojstvima čistih jedinjenja. AIChE.
Setzmann, U., & Wagner, W. (1991). "Nova jednadžba stanja i tabele termodinamičkih svojstava za metan pokrivajući raspon od tačke topljenja do 625 K pri pritiscima do 1000 MPa." Časopis fizičkih i hemijskih referentnih podataka, 20(6), 1061-1155.
Naš kalkulator gustoće tekućeg etilena pruža trenutne, tačne vrednosti gustoće na osnovu vaših specifičnih zahteva za temperaturom i pritiskom. Jednostavno unesite svoje parametre unutar važećih raspona, a kalkulator će automatski odrediti gustoću tekućeg etilena za vašu primenu.
Bilo da dizajnirate procesnu opremu, planirate skladišne objekte ili sprovodite istraživanje, ovaj alat nudi brz i pouzdan način za dobijanje informacija o gustoći koje su vam potrebne. Uključena vizualizacija pomaže vam da razumete kako se gustoća menja s temperaturom pri vašem odabranom pritisku.
Za bilo kakva pitanja ili povratne informacije o ovom kalkulatoru, molimo kontaktirajte naš tim za podršku.
Otkrijte više alata koji bi mogli biti korisni za vaš radni proces