Kira ketumpatan etilena cecair berdasarkan input suhu (104K-282K) dan tekanan (1-100 bar). Menggunakan korelasi DIPPR dengan pembetulan tekanan untuk anggaran ketumpatan yang tepat dalam aplikasi petrokimia.
Julat sah: 104K - 282K
Julat sah: 1 - 100 bar
Pengira Densiti Etilena Cecair adalah alat khusus yang direka untuk menentukan dengan tepat densiti etilena cecair berdasarkan input suhu dan tekanan. Etilena (C₂H₄) adalah salah satu sebatian organik yang paling penting dalam industri petrokimia, berfungsi sebagai blok binaan asas untuk pelbagai produk termasuk plastik, anti-beku, dan serat sintetik. Memahami densiti etilena cecair adalah penting untuk aplikasi kejuruteraan, reka bentuk proses, pertimbangan penyimpanan, dan logistik pengangkutan dalam industri dari pembuatan petrokimia hingga sistem penyejukan.
Pengira ini menggunakan model termodinamik yang tepat untuk menganggarkan densiti etilena cecair merentasi pelbagai suhu (104K hingga 282K) dan tekanan (1 hingga 100 bar), memberikan jurutera, saintis, dan profesional industri data yang boleh dipercayai untuk aplikasi mereka. Densiti etilena cecair berbeza dengan ketara mengikut suhu dan tekanan, menjadikan pengiraan yang tepat penting untuk reka bentuk dan operasi sistem yang betul.
Densiti etilena cecair dikira menggunakan korelasi DIPPR (Institut Reka Bentuk untuk Harta Fizikal) yang diubahsuai dengan pembetulan tekanan. Pendekatan ini memberikan anggaran densiti yang tepat merentasi kawasan fasa cecair etilena.
Persamaan asas untuk mengira densiti etilena cecair pada tekanan rujukan adalah:
Di mana:
Untuk mengambil kira kesan tekanan, terma pembetulan tekanan digunakan:
Di mana:
Model pengiraan ini sah dalam julat tertentu:
Di luar julat ini, etilena mungkin wujud dalam keadaan gas atau superkritikal, memerlukan kaedah pengiraan yang berbeza. Titik kritikal etilena adalah pada kira-kira 283.18K dan 50.4 bar, di mana etilena wujud sebagai cecair superkritikal.
Masukkan Suhu:
Masukkan Tekanan:
Setelah memasukkan nilai suhu dan tekanan yang sah, pengira akan secara automatik memaparkan:
Keputusan boleh disalin ke papan klip menggunakan butang yang disediakan untuk digunakan dalam laporan, simulasi, atau pengiraan lain.
Berikut adalah beberapa contoh pengiraan untuk menunjukkan bagaimana densiti berbeza dengan suhu dan tekanan:
Suhu (K) | Tekanan (bar) | Densiti (kg/m³) |
---|---|---|
150 | 10 | 567.89 |
200 | 10 | 478.65 |
250 | 10 | 372.41 |
200 | 50 | 487.22 |
200 | 100 | 498.01 |
Seperti yang ditunjukkan dalam jadual, densiti etilena cecair menurun dengan peningkatan suhu (pada tekanan tetap) dan meningkat dengan peningkatan tekanan (pada suhu tetap).
Berikut adalah pelaksanaan pengiraan densiti etilena cecair dalam beberapa bahasa pengaturcaraan:
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"Densiti etilena cecair pada {temp}K dan {pressure} bar: {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(`Densiti etilena cecair pada ${temp}K dan ${pressure} bar: ${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('Densiti etilena cecair pada %gK dan %g bar: %.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 << "Densiti etilena cecair pada " << temp << "K dan "
38 << pressure << " bar: " << 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("Densiti etilena cecair pada %.1fK dan %.1f bar: %.2f kg/m³%n",
36 temp, pressure, density);
37 }
38}
39
Pemprosesan Petrokimia:
Penyimpanan dan Pengangkutan Cryogenic:
Pembuatan Polietilena:
Sistem Penyejukan:
Kawalan Kualiti:
Kajian Termodinamik:
Pembangunan Bahan:
Simulasi Proses:
Saiz Peralatan:
Sistem Keselamatan:
Walaupun pengira ini menyediakan cara yang mudah untuk menganggarkan densiti etilena cecair, terdapat pendekatan alternatif:
Pengukuran Eksperimen:
Model Persamaan Keadaan:
Pangkalan Data NIST REFPROP:
Jadual Data yang Diterbitkan:
Kajian sifat fizikal etilena bermula pada awal abad ke-19 apabila Michael Faraday pertama kali mencairkan etilena pada tahun 1834 menggunakan gabungan suhu rendah dan tekanan tinggi. Walau bagaimanapun, kajian sistematik tentang densiti etilena cecair bermula pada awal abad ke-20 apabila aplikasi industri untuk etilena berkembang pesat.
Pada tahun 1940-an dan 1950-an, dengan pertumbuhan pesat industri petrokimia, pengukuran sifat etilena yang lebih tepat menjadi perlu. Korelasi awal untuk densiti cecair biasanya merupakan fungsi polinomial yang sederhana bagi suhu, dengan ketepatan dan julat yang terhad.
Tahun 1960-an menyaksikan pembangunan model yang lebih canggih berdasarkan prinsip keadaan yang sepadan, yang membolehkan sifat dianggarkan berdasarkan parameter kritikal. Model-model ini meningkatkan ketepatan tetapi masih mempunyai had, terutamanya pada tekanan tinggi.
Institut Reka Bentuk Harta Fizikal (DIPPR) mula membangunkan korelasi standard untuk sifat kimia pada tahun 1980-an. Korelasi mereka untuk densiti etilena cecair mewakili peningkatan ketara dalam ketepatan dan kebolehpercayaan.
Dalam beberapa dekad yang lalu, kemajuan dalam kaedah pengiraan telah membolehkan pembangunan persamaan keadaan yang lebih kompleks yang boleh meramalkan sifat etilena dengan tepat merentasi julat suhu dan tekanan yang luas. Teknik simulasi molekul moden juga membolehkan ramalan sifat dari prinsip pertama.
Teknik pengukuran untuk densiti cecair juga telah berkembang dengan ketara. Kaedah awal bergantung kepada teknik pengusiran yang sederhana, sementara kaedah moden termasuk:
Teknik-teknik canggih ini telah memberikan data eksperimen berkualiti tinggi yang diperlukan untuk membangunkan dan mengesahkan korelasi yang digunakan dalam pengira ini.
Etilena cecair adalah keadaan cecair etilena (C₂H₄), gas tidak berwarna yang mudah terbakar pada suhu bilik dan tekanan atmosfera. Etilena mesti disejukkan di bawah titik didihnya iaitu -103.7°C (169.45K) pada tekanan atmosfera untuk wujud sebagai cecair. Dalam keadaan ini, ia biasanya digunakan dalam proses industri, terutamanya sebagai bahan mentah untuk pengeluaran polietilena.
Densiti etilena adalah penting untuk merancang tangki penyimpanan, sistem pengangkutan, dan peralatan proses. Nilai densiti yang tepat membolehkan saiz peralatan yang betul, memastikan keselamatan dalam pengendalian, dan membenarkan pengiraan kadar aliran jisim, pemindahan haba, dan parameter proses lain yang tepat. Densiti juga mempengaruhi ekonomi penyimpanan dan pengangkutan, kerana ia menentukan berapa banyak etilena yang boleh dimuatkan dalam volum tertentu.
Suhu mempunyai kesan yang ketara ke atas densiti etilena cecair. Apabila suhu meningkat, densiti menurun akibat pengembangan terma cecair. Dekat dengan suhu kritikal (283.18K), densiti berubah dengan lebih dramatik dengan variasi suhu yang kecil. Hubungan ini adalah penting terutamanya dalam aplikasi cryogenic di mana kawalan suhu adalah penting.
Tekanan mempunyai kesan sederhana ke atas densiti etilena cecair. Tekanan yang lebih tinggi menghasilkan densiti yang sedikit lebih tinggi akibat pemampatan cecair. Kesan ini kurang ketara berbanding dengan kesan suhu tetapi menjadi lebih signifikan pada tekanan melebihi 50 bar. Hubungan antara tekanan dan densiti adalah kira-kira linear dalam julat operasi normal.
Dekat dengan titik kritikal (kira-kira 283.18K dan 50.4 bar), densiti etilena menjadi sangat sensitif kepada perubahan kecil dalam suhu dan tekanan. Perbezaan antara fasa cecair dan gas hilang pada titik kritikal, dan densiti mendekati densiti kritikal sekitar 214 kg/m³. Pengira mungkin tidak memberikan hasil yang tepat sangat dekat dengan titik kritikal kerana tingkah laku kompleks di kawasan ini.
Tidak, pengira ini direka khusus untuk etilena cecair dalam julat suhu 104K hingga 282K dan julat tekanan 1 hingga 100 bar. Pengiraan densiti etilena gas memerlukan persamaan keadaan yang berbeza, seperti undang-undang gas ideal dengan pembetulan kebolehtelapan atau model yang lebih kompleks seperti Peng-Robinson atau Soave-Redlich-Kwong.
Pengira memberikan anggaran densiti dengan ketepatan kira-kira ±2% dalam julat suhu dan tekanan yang ditentukan. Ketepatan mungkin berkurang dekat dengan sempadan julat yang sah, terutamanya dekat dengan titik kritikal. Untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan yang lebih tinggi, pengukuran makmal atau model termodinamik yang lebih kompleks mungkin diperlukan.
Pengira menggunakan unit berikut:
Ya, anda boleh menukar densiti kepada unit biasa lain menggunakan faktor penukaran ini:
Untuk data sifat etilena yang lebih komprehensif, rujuk sumber seperti:
Younglove, B.A. (1982). "Sifat Termofizik Fluida. I. Argon, Etilena, Parahidrogen, Nitrogen, Nitrogen Trifluoride, dan Oksigen." Jurnal Data Rujukan Fizikal dan Kimia, 11(Supplement 1), 1-11.
Jahangiri, M., Jacobsen, R.T., Stewart, R.B., & McCarty, R.D. (1986). "Sifat termodinamik etilena dari garis pembekuan hingga 450 K pada tekanan hingga 260 MPa." Jurnal Data Rujukan Fizikal dan Kimia, 15(2), 593-734.
Institut Reka Bentuk Harta Fizikal. (2005). Pangkalan Data DIPPR Projek 801 - Versi Penuh. Institut Reka Bentuk Harta Fizikal/AIChE.
Span, R., & Wagner, W. (1996). "Persamaan keadaan baru dan jadual sifat termodinamik untuk karbon dioksida yang merangkumi julat dari suhu titik beku hingga 1100 K pada tekanan hingga 800 MPa." Jurnal Data Rujukan Fizikal dan Kimia, 25(6), 1509-1596.
Lemmon, E.W., McLinden, M.O., & Friend, D.G. (2018). "Sifat Termodinamik Sistem Fluida" dalam 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). Sifat Gas dan Cecair (edisi ke-5). McGraw-Hill.
American Institute of Chemical Engineers. (2019). Pangkalan Data DIPPR 801: Pengumpulan Data Harta Kompaun Murni. AIChE.
Setzmann, U., & Wagner, W. (1991). "Persamaan keadaan baru dan jadual sifat termodinamik untuk metana yang merangkumi julat dari garis pembekuan hingga 625 K pada tekanan hingga 1000 MPa." Jurnal Data Rujukan Fizikal dan Kimia, 20(6), 1061-1155.
Pengira Densiti Etilena Cecair kami memberikan nilai densiti yang tepat dan segera berdasarkan keperluan suhu dan tekanan khusus anda. Cukup masukkan parameter anda dalam julat yang sah, dan pengira akan secara automatik menentukan densiti etilena cecair untuk aplikasi anda.
Sama ada anda merancang peralatan proses, merancang kemudahan penyimpanan, atau menjalankan penyelidikan, alat ini menawarkan cara yang cepat dan boleh dipercayai untuk mendapatkan maklumat densiti yang anda perlukan. Visualisasi yang disertakan membantu anda memahami bagaimana densiti berubah dengan suhu pada titik tekanan yang dipilih.
Untuk sebarang pertanyaan atau maklum balas mengenai pengira ini, sila hubungi pasukan sokongan kami.
Temui lebih banyak alat yang mungkin berguna untuk aliran kerja anda