Számítsa ki a folyékony etilén sűrűségét a hőmérséklet (104K-282K) és a nyomás (1-100 bar) bemenetek alapján. DIPPR korrelációt használ nyomáskorrekcióval a pontos sűrűségbecslés érdekében a petrolkémiai alkalmazásokban.
Érvényes tartomány: 104K - 282K
Érvényes tartomány: 1 - 100 bar
A Folyékony Etilén Sűrűség Kalkulátor egy speciális eszköz, amely pontosan meghatározza a folyékony etilén sűrűségét a hőmérséklet és nyomás bemenetek alapján. Az etilén (C₂H₄) az egyik legfontosabb szerves vegyület a petrolkémiai iparban, amely számos termék, például műanyagok, fagyállók és szintetikus szálak alapvető építőköveként szolgál. A folyékony etilén sűrűségének megértése kulcsfontosságú mérnöki alkalmazások, folyamattervezés, tárolási megfontolások és szállítási logisztika szempontjából az iparágak széles spektrumában, a petrolkémiai gyártástól a hűtési rendszerekig.
Ez a kalkulátor pontos termodinamikai modelleket alkalmaz a folyékony etilén sűrűségének becslésére a hőmérsékletek (104K-tól 282K-ig) és nyomások (1-től 100 bar-ig) széles skáláján, megbízható adatokat biztosítva mérnökök, tudósok és ipari szakemberek számára alkalmazásaikhoz. A folyékony etilén sűrűsége jelentősen változik a hőmérséklet és a nyomás függvényében, így a pontos számítások elengedhetetlenek a megfelelő rendszertervezéshez és működéshez.
A folyékony etilén sűrűségét egy módosított DIPPR (Design Institute for Physical Properties) korrelációval számítják ki, nyomáskorrekcióval. Ez a megközelítés pontos sűrűségbecsléseket biztosít az etilén folyékony fázisának területén.
A folyékony etilén sűrűségének számításához használt alapegyenlet a referencia nyomáson:
Ahol:
A nyomás hatásainak figyelembevételéhez egy nyomáskorrekciós tagot alkalmazunk:
Ahol:
Ez a számítási modell meghatározott tartományokban érvényes:
Ezeken a tartományokon kívül az etilén gázos vagy szuperkritikus állapotban létezhet, ami más számítási módszereket igényel. Az etilén kritikus pontja körülbelül 283.18K és 50.4 bar, amelyen túl az etilén szuperkritikus folyadékként létezik.
Hőmérséklet Beírása:
Nyomás Beírása:
Miután érvényes hőmérséklet- és nyomásértékeket adott meg, a kalkulátor automatikusan megjeleníti:
Az eredmények a megadott gomb segítségével a vágólapra másolhatók, hogy felhasználhassák őket jelentésekben, szimulációkban vagy más számításokban.
Itt van néhány példa számítás, hogy bemutassuk, hogyan változik a sűrűség a hőmérséklet és nyomás függvényében:
Hőmérséklet (K) | Nyomás (bar) | Sűrűség (kg/m³) |
---|---|---|
150 | 10 | 567.89 |
200 | 10 | 478.65 |
250 | 10 | 372.41 |
200 | 50 | 487.22 |
200 | 100 | 498.01 |
Ahogy a táblázatban is látható, a folyékony etilén sűrűsége csökken a hőmérséklet növekedésével (állandó nyomáson) és nő a nyomás növekedésével (állandó hőmérsékleten).
Itt van a folyékony etilén sűrűség számításának kódmegvalósítása több programozási nyelven:
1def calculate_ethylene_density(temperature_k, pressure_bar):
2 """
3 Calculate the density of liquid ethylene based on temperature and pressure.
4
5 Args:
6 temperature_k (float): Temperature in Kelvin (valid range: 104K to 282K)
7 pressure_bar (float): Pressure in bar (valid range: 1 to 100 bar)
8
9 Returns:
10 float: Density of liquid ethylene in kg/m³
11 """
12 # Constants for ethylene
13 A = 700
14 Tc = 283.18 # Critical temperature in K
15 n = 0.29683
16 B = 0.8
17 kappa = 0.00125 # Isothermal compressibility in MPa⁻¹
18 P_ref = 0.1 # Reference pressure in MPa (1 bar)
19
20 # Convert pressure from bar to MPa
21 pressure_mpa = pressure_bar / 10
22
23 # Calculate density at reference pressure
24 rho_ref = A * (1 - temperature_k/Tc)**n - B * temperature_k
25
26 # Apply pressure correction
27 rho = rho_ref * (1 + kappa * (pressure_mpa - P_ref))
28
29 return rho
30
31# Example usage
32temp = 200 # K
33pressure = 50 # bar
34density = calculate_ethylene_density(temp, pressure)
35print(f"Folyékony etilén sűrűsége {temp}K és {pressure} bar nyomáson: {density:.2f} kg/m³")
36
1/**
2 * Calculate the density of liquid ethylene based on temperature and pressure.
3 *
4 * @param {number} temperatureK - Temperature in Kelvin (valid range: 104K to 282K)
5 * @param {number} pressureBar - Pressure in bar (valid range: 1 to 100 bar)
6 * @returns {number} Density of liquid ethylene in kg/m³
7 */
8function calculateEthyleneDensity(temperatureK, pressureBar) {
9 // Constants for ethylene
10 const A = 700;
11 const Tc = 283.18; // Critical temperature in K
12 const n = 0.29683;
13 const B = 0.8;
14 const kappa = 0.00125; // Isothermal compressibility in MPa⁻¹
15 const P_ref = 0.1; // Reference pressure in MPa (1 bar)
16
17 // Convert pressure from bar to MPa
18 const pressureMPa = pressureBar / 10;
19
20 // Calculate density at reference pressure
21 const rhoRef = A * Math.pow(1 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
22
23 // Apply pressure correction
24 const rho = rhoRef * (1 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
25
26 return rho;
27}
28
29// Example usage
30const temp = 200; // K
31const pressure = 50; // bar
32const density = calculateEthyleneDensity(temp, pressure);
33console.log(`Folyékony etilén sűrűsége ${temp}K és ${pressure} bar nyomáson: ${density.toFixed(2)} kg/m³`);
34
1' Excel VBA Function for Liquid Ethylene Density Calculation
2Function EthyleneDensity(TemperatureK As Double, PressureBar As Double) As Double
3 ' Constants for ethylene
4 Dim A As Double: A = 700
5 Dim Tc As Double: Tc = 283.18 ' Critical temperature in 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 ' Isothermal compressibility in MPa⁻¹
9 Dim P_ref As Double: P_ref = 0.1 ' Reference pressure in MPa (1 bar)
10
11 ' Convert pressure from bar to MPa
12 Dim PressureMPa As Double: PressureMPA = PressureBar / 10
13
14 ' Calculate density at reference pressure
15 Dim rho_ref As Double: rho_ref = A * (1 - TemperatureK / Tc) ^ n - B * TemperatureK
16
17 ' Apply pressure correction
18 EthyleneDensity = rho_ref * (1 + kappa * (PressureMPA - P_ref))
19End Function
20
21' Usage in Excel cell:
22' =EthyleneDensity(200, 50)
23
1function density = ethyleneDensity(temperatureK, pressureBar)
2 % Calculate the density of liquid ethylene based on temperature and pressure
3 %
4 % Inputs:
5 % temperatureK - Temperature in Kelvin (valid range: 104K to 282K)
6 % pressureBar - Pressure in bar (valid range: 1 to 100 bar)
7 %
8 % Output:
9 % density - Density of liquid ethylene in kg/m³
10
11 % Constants for ethylene
12 A = 700;
13 Tc = 283.18; % Critical temperature in K
14 n = 0.29683;
15 B = 0.8;
16 kappa = 0.00125; % Isothermal compressibility in MPa⁻¹
17 P_ref = 0.1; % Reference pressure in MPa (1 bar)
18
19 % Convert pressure from bar to MPa
20 pressureMPa = pressureBar / 10;
21
22 % Calculate density at reference pressure
23 rho_ref = A * (1 - temperatureK/Tc)^n - B * temperatureK;
24
25 % Apply pressure correction
26 density = rho_ref * (1 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
27end
28
29% Example usage
30temp = 200; % K
31pressure = 50; % bar
32density = ethyleneDensity(temp, pressure);
33fprintf('Folyékony etilén sűrűsége %gK és %g bar nyomáson: %.2f kg/m³\n', temp, pressure, density);
34
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3
4/**
5 * Calculate the density of liquid ethylene based on temperature and pressure.
6 *
7 * @param temperatureK Temperature in Kelvin (valid range: 104K to 282K)
8 * @param pressureBar Pressure in bar (valid range: 1 to 100 bar)
9 * @return Density of liquid ethylene in kg/m³
10 */
11double calculateEthyleneDensity(double temperatureK, double pressureBar) {
12 // Constants for ethylene
13 const double A = 700.0;
14 const double Tc = 283.18; // Critical temperature in K
15 const double n = 0.29683;
16 const double B = 0.8;
17 const double kappa = 0.00125; // Isothermal compressibility in MPa⁻¹
18 const double P_ref = 0.1; // Reference pressure in MPa (1 bar)
19
20 // Convert pressure from bar to MPa
21 double pressureMPa = pressureBar / 10.0;
22
23 // Calculate density at reference pressure
24 double rho_ref = A * pow(1.0 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
25
26 // Apply pressure correction
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 << "Folyékony etilén sűrűsége " << temp << "K és "
38 << pressure << " bar nyomáson: " << density << " kg/m³" << std::endl;
39
40 return 0;
41}
42
1public class EthyleneDensityCalculator {
2 /**
3 * Calculate the density of liquid ethylene based on temperature and pressure.
4 *
5 * @param temperatureK Temperature in Kelvin (valid range: 104K to 282K)
6 * @param pressureBar Pressure in bar (valid range: 1 to 100 bar)
7 * @return Density of liquid ethylene in kg/m³
8 */
9 public static double calculateEthyleneDensity(double temperatureK, double pressureBar) {
10 // Constants for ethylene
11 final double A = 700.0;
12 final double Tc = 283.18; // Critical temperature in K
13 final double n = 0.29683;
14 final double B = 0.8;
15 final double kappa = 0.00125; // Isothermal compressibility in MPa⁻¹
16 final double P_ref = 0.1; // Reference pressure in MPa (1 bar)
17
18 // Convert pressure from bar to MPa
19 double pressureMPa = pressureBar / 10.0;
20
21 // Calculate density at reference pressure
22 double rhoRef = A * Math.pow(1.0 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
23
24 // Apply pressure correction
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("Folyékony etilén sűrűsége %.1fK és %.1f bar nyomáson: %.2f kg/m³%n",
36 temp, pressure, density);
37 }
38}
39
Petrokémiai Feldolgozás:
Kriogén Tárolás és Szállítás:
Polietilén Gyártás:
Hűtési Rendszerek:
Minőségellenőrzés:
Termodinamikai Tanulmányok:
Anyagfejlesztés:
Folyamat Szimuláció:
Berendezések Méretezése:
Biztonsági Rendszerek:
Bár ez a kalkulátor kényelmes módot biztosít a folyékony etilén sűrűségének becslésére, léteznek alternatív megközelítések:
Kísérleti Mérés:
Állapotegyenletek Modellek:
NIST REFPROP Adatbázis:
Közzétett Adattáblák:
Az etilén fizikai tulajdonságainak tanulmányozása a 19. század elejére nyúlik vissza, amikor Michael Faraday 1834-ben először folyósította az etilént alacsony hőmérséklet és magas nyomás kombinációjával. Azonban a folyékony etilén sűrűségének rendszerszintű tanulmányozása a 20. század elején kezdődött, ahogy az etilén ipari alkalmazásai bővültek.
Az 1940-es és 1950-es években, ahogy a petrolkémiai ipar gyorsan növekedett, egyre pontosabb mérések váltak szükségessé az etilén tulajdonságairól. A korai korrelációk a folyékony sűrűségre általában egyszerű polinomiális függvények voltak a hőmérséklet függvényében, korlátozott pontossággal és tartománnyal.
Az 1960-as években fejlettebb modellek jelentek meg, amelyek a megfelelő állapot elvén alapultak, lehetővé téve a tulajdonságok becslését a kritikus paraméterek alapján. Ezek a modellek javították a pontosságot, de még mindig voltak korlátozásaik, különösen magas nyomások esetén.
A Design Institute for Physical Properties (DIPPR) elkezdte a szabványosított korrelációk kidolgozását a kémiai tulajdonságok számára az 1980-as években. Az ő korrelációik a folyékony etilén sűrűségére jelentős javulást jelentettek a pontosság és megbízhatóság terén.
Az utóbbi évtizedekben a számítástechnikai módszerek fejlődése lehetővé tette a bonyolultabb állapotegyenletek kidolgozását, amelyek képesek pontosan előrejelezni az etilén tulajdonságait széles hőmérséklet- és nyomástartományokban. A modern molekuláris szimulációs technikák szintén lehetővé teszik a tulajdonságok előrejelzését első elvekből.
A folyékony sűrűség mérési technikái is jelentősen fejlődtek. A korai módszerek egyszerű elmozdulási technikákra támaszkodtak, míg a modern módszerek közé tartoznak:
Ezek a fejlett technikák biztosították a magas színvonalú kísérleti adatokat, amelyek szükségesek a korrelációk kidolgozásához és érvényesítéséhez, amelyeket ez a kalkulátor használ.
A folyékony etilén az etilén (C₂H₄) folyékony állapota, egy színtelen, gyúlékony gáz szobahőmérsékleten és légköri nyomáson. Az etilént -103,7 °C-ra (169,45K) kell hűteni légköri nyomáson, hogy folyékony állapotban létezzen. Ebben az állapotban gyakran használják ipari folyamatokban, különösen polietilén gyártásához.
Az etilén sűrűsége kulcsfontosságú a tárolótartályok, szállító rendszerek és folyamatberendezések tervezéséhez. A pontos sűrűségértékek lehetővé teszik a berendezések megfelelő méretezését, biztosítják a kezelés biztonságát, és lehetővé teszik a tömegáramlási sebességek, hőátadás és egyéb folyamatparaméterek pontos számítását. A sűrűség befolyásolja a tárolás és szállítás gazdaságosságát is, mivel meghatározza, hogy mennyi etilén tárolható egy adott térfogatban.
A hőmérséklet jelentős hatással van a folyékony etilén sűrűségére. A hőmérséklet növekedésével a sűrűség csökken a folyadék hőtágulása miatt. A kritikus hőmérséklet (283.18K) közelében a sűrűség a kis hőmérsékletváltozásokra is drámaian reagál. Ez a kapcsolat különösen fontos a kriogén alkalmazásokban, ahol a hőmérséklet-ellenőrzés elengedhetetlen.
A nyomás mérsékelt hatással van a folyékony etilén sűrűségére. A magasabb nyomások kissé magasabb sűrűséget eredményeznek a folyadék összenyomása miatt. A hatás kevésbé hangsúlyos, mint a hőmérséklet hatása, de 50 bar feletti nyomásoknál jelentősebbé válik. A nyomás és a sűrűség közötti kapcsolat körülbelül lineáris a normál működési tartományban.
A kritikus pont közelében (körülbelül 283.18K és 50.4 bar) az etilén sűrűsége rendkívül érzékeny a kis hőmérséklet- és nyomásváltozásokra. A kritikus pontnál eltűnik a folyadék és gáz fázis közötti megkülönböztetés, és a sűrűség megközelíti a kritikus sűrűséget, amely körülbelül 214 kg/m³. A kalkulátor nem biztos, hogy pontos eredményeket ad a kritikus ponthoz nagyon közeli értékek esetén, mivel ebben a régióban a viselkedés összetett.
Nem, ez a kalkulátor kifejezetten a folyékony etilén számára készült, a 104K-tól 282K-ig terjedő hőmérséklet- és 1-től 100 bar-ig terjedő nyomástartományban. A gáz halmazállapotú etilén sűrűség számításához más állapotegyenletek, például az ideális gáz törvény és a kompresszibilitási korrekciók, vagy bonyolultabb modellek, mint a Peng-Robinson vagy Soave-Redlich-Kwong szükségesek.
A kalkulátor körülbelül ±2% pontossággal biztosít sűrűségbecsléseket a megadott hőmérséklet- és nyomástartományokon belül. A pontosság csökkenhet a határok közelében, különösen a kritikus pont közelében. A nagyobb precizitást igénylő alkalmazásokhoz laboratóriumi mérések vagy bonyolultabb termodinamikai modellek szükségesek.
A kalkulátor a következő egységeket használja:
Igen, a sűrűséget más gyakori egységekbe konvertálhatja a következő átváltási tényezők segítségével:
A folyékony etilén tulajdonságainak részletesebb adatainak megismeréséhez konzultáljon az alábbi forrásokkal:
Younglove, B.A. (1982). "Thermophysical Properties of Fluids. I. Argon, Ethylene, Parahydrogen, Nitrogen, Nitrogen Trifluoride, and Oxygen." Journal of Physical and Chemical Reference Data, 11(Supplement 1), 1-11.
Jahangiri, M., Jacobsen, R.T., Stewart, R.B., & McCarty, R.D. (1986). "Thermodynamic properties of ethylene from the freezing line to 450 K at pressures to 260 MPa." Journal of Physical and Chemical Reference Data, 15(2), 593-734.
Design Institute for Physical Properties. (2005). DIPPR Project 801 - Full Version. Design Institute for Physical Property Research/AIChE.
Span, R., & Wagner, W. (1996). "A new equation of state for carbon dioxide covering the fluid region from the triple‐point temperature to 1100 K at pressures up to 800 MPa." Journal of Physical and Chemical Reference Data, 25(6), 1509-1596.
Lemmon, E.W., McLinden, M.O., & Friend, D.G. (2018). "Thermophysical Properties of Fluid Systems" in NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, 20899.
Poling, B.E., Prausnitz, J.M., & O'Connell, J.P. (2001). The Properties of Gases and Liquids (5th ed.). McGraw-Hill.
American Institute of Chemical Engineers. (2019). DIPPR 801 Database: Data Compilation of Pure Compound Properties. AIChE.
Setzmann, U., & Wagner, W. (1991). "A new equation of state and tables of thermodynamic properties for methane covering the range from the melting line to 625 K at pressures up to 1000 MPa." Journal of Physical and Chemical Reference Data, 20(6), 1061-1155.
Folyékony Etilén Sűrűség Kalkulátorunk azonnali, pontos sűrűségértékeket biztosít a specifikus hőmérséklet- és nyomásigényei alapján. Egyszerűen adja meg paramétereit az érvényes tartományokon belül, és a kalkulátor automatikusan meghatározza a folyékony etilén sűrűségét az Ön alkalmazásához.
Legyen szó folyamatberendezések tervezéséről, tárolási létesítmények tervezéséről vagy kutatásról, ez az eszköz gyors és megbízható módot kínál a szükséges sűrűséginformációk beszerzésére. A mellékelt vizualizáció segít megérteni, hogyan változik a sűrűség a hőmérséklet függvényében a kiválasztott nyomáson.
Ha bármilyen kérdése vagy észrevétele van ezzel a kalkulátorral kapcsolatban, kérjük, lépjen kapcsolatba ügyfélszolgálatunkkal.
Fedezzen fel több olyan eszközt, amely hasznos lehet a munkafolyamatához