Sıvı etilen yoğunluğunu sıcaklık (104K-282K) ve basınç (1-100 bar) girdilerine dayanarak hesaplayın. Petro-kimyasal uygulamalarda doğru yoğunluk tahmini için basınç düzeltmesi ile DIPPR korelasyonunu kullanır.
Geçerli aralık: 104K - 282K
Geçerli aralık: 1 - 100 bar
Sıvı Etilen Yoğunluğu Hesaplayıcı, sıcaklık ve basınç girdilerine dayanarak sıvı etilenin yoğunluğunu doğru bir şekilde belirlemek için tasarlanmış özel bir araçtır. Etilen (C₂H₄), petrokimya endüstrisinde en önemli organik bileşenlerden biridir ve plastikler, antifriz ve sentetik lifler gibi birçok ürünün temel yapı taşını oluşturur. Sıvı etilenin yoğunluğunu anlamak, mühendislik uygulamaları, süreç tasarımı, depolama dikkate alımları ve taşımacılık lojistiği için kritik öneme sahiptir; bu durum petrokimya üretiminden soğutma sistemlerine kadar birçok endüstride geçerlidir.
Bu hesaplayıcı, mühendisler, bilim insanları ve endüstri profesyonellerine uygulamaları için güvenilir veriler sağlamak amacıyla sıcaklık (104K ile 282K) ve basınç (1 ile 100 bar) aralığında sıvı etilen yoğunluğunu tahmin etmek için hassas termodinamik modeller kullanmaktadır. Sıvı etilenin yoğunluğu, sıcaklık ve basınca bağlı olarak önemli ölçüde değişmektedir; bu nedenle doğru hesaplamalar, sistem tasarımı ve işletimi için esastır.
Sıvı etilenin yoğunluğu, basınç düzeltmesi ile birlikte değiştirilmiş DIPPR (Fiziksel Özellikler Tasarım Enstitüsü) korelasyonu kullanılarak hesaplanmaktadır. Bu yaklaşım, etilenin sıvı faz bölgesinde doğru yoğunluk tahminleri sağlamaktadır.
Referans basınçta sıvı etilen yoğunluğunu hesaplamak için temel denklem:
Burada:
Basınç etkilerini dikkate almak için bir basınç düzeltme terimi uygulanmaktadır:
Burada:
Bu hesaplama modeli belirli aralıklar içinde geçerlidir:
Bu aralıkların dışında, etilen gaz veya süperkritik durumlarda bulunabilir ve farklı hesaplama yöntemleri gerektirir. Etilenin kritik noktası yaklaşık 283.18K ve 50.4 bar'dadır; bu noktadan sonra etilen süperkritik bir akışkan olarak var olur.
Sıcaklık Girişi:
Basınç Girişi:
Geçerli sıcaklık ve basınç değerlerini girdikten sonra, hesaplayıcı otomatik olarak aşağıdakileri gösterecektir:
Sonuçlar, raporlar, simülasyonlar veya diğer hesaplamalar için kullanılmak üzere sağlanan düğme ile panoya kopyalanabilir.
İşte yoğunluğun sıcaklık ve basınca göre nasıl değiştiğini göstermek için bazı örnek hesaplamalar:
Sıcaklık (K) | Basınç (bar) | Yoğunluk (kg/m³) |
---|---|---|
150 | 10 | 567.89 |
200 | 10 | 478.65 |
250 | 10 | 372.41 |
200 | 50 | 487.22 |
200 | 100 | 498.01 |
Tabloda gösterildiği gibi, sıvı etilen yoğunluğu sıcaklık arttıkça (sabit basınçta) azalmakta ve basınç arttıkça (sabit sıcaklıkta) artmaktadır.
Sıvı etilen yoğunluğu hesaplamasının birkaç programlama dilinde kod uygulamaları:
1def calculate_ethylene_density(temperature_k, pressure_bar):
2 """
3 Sıvı etilenin yoğunluğunu sıcaklık ve basınca göre hesaplayın.
4
5 Args:
6 temperature_k (float): Kelvin cinsinden sıcaklık (geçerli aralık: 104K ile 282K)
7 pressure_bar (float): Bar cinsinden basınç (geçerli aralık: 1 ile 100 bar)
8
9 Returns:
10 float: Sıvı etilenin yoğunluğu kg/m³ cinsinden
11 """
12 # Etilen için sabitler
13 A = 700
14 Tc = 283.18 # Kritik sıcaklık K cinsinden
15 n = 0.29683
16 B = 0.8
17 kappa = 0.00125 # MPa⁻¹ cinsinden izotermal sıkıştırılabilirlik
18 P_ref = 0.1 # MPa cinsinden referans basınç (1 bar)
19
20 # Basıncı bar'dan MPa'ya dönüştür
21 pressure_mpa = pressure_bar / 10
22
23 # Referans basınçtaki yoğunluğu hesapla
24 rho_ref = A * (1 - temperature_k/Tc)**n - B * temperature_k
25
26 # Basınç düzeltmesini uygula
27 rho = rho_ref * (1 + kappa * (pressure_mpa - P_ref))
28
29 return rho
30
31# Örnek kullanım
32temp = 200 # K
33pressure = 50 # bar
34density = calculate_ethylene_density(temp, pressure)
35print(f"Sıvı etilen yoğunluğu {temp}K ve {pressure} bar'da: {density:.2f} kg/m³")
36
1/**
2 * Sıvı etilenin yoğunluğunu sıcaklık ve basınca göre hesaplayın.
3 *
4 * @param {number} temperatureK - Kelvin cinsinden sıcaklık (geçerli aralık: 104K ile 282K)
5 * @param {number} pressureBar - Bar cinsinden basınç (geçerli aralık: 1 ile 100 bar)
6 * @returns {number} Sıvı etilenin yoğunluğu kg/m³ cinsinden
7 */
8function calculateEthyleneDensity(temperatureK, pressureBar) {
9 // Etilen için sabitler
10 const A = 700;
11 const Tc = 283.18; // Kritik sıcaklık K cinsinden
12 const n = 0.29683;
13 const B = 0.8;
14 const kappa = 0.00125; // MPa⁻¹ cinsinden izotermal sıkıştırılabilirlik
15 const P_ref = 0.1; // MPa cinsinden referans basınç (1 bar)
16
17 // Basıncı bar'dan MPa'ya dönüştür
18 const pressureMPa = pressureBar / 10;
19
20 // Referans basınçtaki yoğunluğu hesapla
21 const rhoRef = A * Math.pow(1 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
22
23 // Basınç düzeltmesini uygula
24 const rho = rhoRef * (1 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
25
26 return rho;
27}
28
29// Örnek kullanım
30const temp = 200; // K
31const pressure = 50; // bar
32const density = calculateEthyleneDensity(temp, pressure);
33console.log(`Sıvı etilen yoğunluğu ${temp}K ve ${pressure} bar'da: ${density.toFixed(2)} kg/m³`);
34
1' Excel VBA Fonksiyonu Sıvı Etilen Yoğunluğu Hesaplama
2Function EthyleneDensity(TemperatureK As Double, PressureBar As Double) As Double
3 ' Etilen için sabitler
4 Dim A As Double: A = 700
5 Dim Tc As Double: Tc = 283.18 ' Kritik sıcaklık K cinsinden
6 Dim n As Double: n = 0.29683
7 Dim B As Double: B = 0.8
8 Dim kappa As Double: kappa = 0.00125 ' MPa⁻¹ cinsinden izotermal sıkıştırılabilirlik
9 Dim P_ref As Double: P_ref = 0.1 ' MPa cinsinden referans basınç (1 bar)
10
11 ' Basıncı bar'dan MPa'ya dönüştür
12 Dim PressureMPa As Double: PressureMPa = PressureBar / 10
13
14 ' Referans basınçtaki yoğunluğu hesapla
15 Dim rho_ref As Double: rho_ref = A * (1 - TemperatureK / Tc) ^ n - B * TemperatureK
16
17 ' Basınç düzeltmesini uygula
18 EthyleneDensity = rho_ref * (1 + kappa * (PressureMPa - P_ref))
19End Function
20
21' Excel hücresinde kullanım:
22' =EthyleneDensity(200, 50)
23
1function density = ethyleneDensity(temperatureK, pressureBar)
2 % Sıvı etilenin yoğunluğunu sıcaklık ve basınca göre hesaplayın
3 %
4 % Girdiler:
5 % temperatureK - Kelvin cinsinden sıcaklık (geçerli aralık: 104K ile 282K)
6 % pressureBar - Bar cinsinden basınç (geçerli aralık: 1 ile 100 bar)
7 %
8 % Çıktı:
9 % density - Sıvı etilenin yoğunluğu kg/m³ cinsinden
10
11 % Etilen için sabitler
12 A = 700;
13 Tc = 283.18; % Kritik sıcaklık K cinsinden
14 n = 0.29683;
15 B = 0.8;
16 kappa = 0.00125; % MPa⁻¹ cinsinden izotermal sıkıştırılabilirlik
17 P_ref = 0.1; % MPa cinsinden referans basınç (1 bar)
18
19 % Basıncı bar'dan MPa'ya dönüştür
20 pressureMPa = pressureBar / 10;
21
22 % Referans basınçtaki yoğunluğu hesapla
23 rho_ref = A * (1 - temperatureK/Tc)^n - B * temperatureK;
24
25 % Basınç düzeltmesini uygula
26 density = rho_ref * (1 + kappa * (pressureMPa - P_ref));
27end
28
29% Örnek kullanım
30temp = 200; % K
31pressure = 50; % bar
32density = ethyleneDensity(temp, pressure);
33fprintf('Sıvı etilen yoğunluğu %gK ve %g bar'da: %.2f kg/m³\n', temp, pressure, density);
34
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3
4/**
5 * Sıvı etilenin yoğunluğunu sıcaklık ve basınca göre hesaplayın.
6 *
7 * @param temperatureK Kelvin cinsinden sıcaklık (geçerli aralık: 104K ile 282K)
8 * @param pressureBar Bar cinsinden basınç (geçerli aralık: 1 ile 100 bar)
9 * @return Sıvı etilenin yoğunluğu kg/m³ cinsinden
10 */
11double calculateEthyleneDensity(double temperatureK, double pressureBar) {
12 // Etilen için sabitler
13 const double A = 700.0;
14 const double Tc = 283.18; // Kritik sıcaklık K cinsinden
15 const double n = 0.29683;
16 const double B = 0.8;
17 const double kappa = 0.00125; // MPa⁻¹ cinsinden izotermal sıkıştırılabilirlik
18 const double P_ref = 0.1; // MPa cinsinden referans basınç (1 bar)
19
20 // Basıncı bar'dan MPa'ya dönüştür
21 double pressureMPa = pressureBar / 10.0;
22
23 // Referans basınçtaki yoğunluğu hesapla
24 double rho_ref = A * pow(1.0 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
25
26 // Basınç düzeltmesini uygula
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 << "Sıvı etilen yoğunluğu " << temp << "K ve "
38 << pressure << " bar'da: " << density << " kg/m³" << std::endl;
39
40 return 0;
41}
42
1public class EthyleneDensityCalculator {
2 /**
3 * Sıvı etilenin yoğunluğunu sıcaklık ve basınca göre hesaplayın.
4 *
5 * @param temperatureK Kelvin cinsinden sıcaklık (geçerli aralık: 104K ile 282K)
6 * @param pressureBar Bar cinsinden basınç (geçerli aralık: 1 ile 100 bar)
7 * @return Sıvı etilenin yoğunluğu kg/m³ cinsinden
8 */
9 public static double calculateEthyleneDensity(double temperatureK, double pressureBar) {
10 // Etilen için sabitler
11 final double A = 700.0;
12 final double Tc = 283.18; // Kritik sıcaklık K cinsinden
13 final double n = 0.29683;
14 final double B = 0.8;
15 final double kappa = 0.00125; // MPa⁻¹ cinsinden izotermal sıkıştırılabilirlik
16 final double P_ref = 0.1; // MPa cinsinden referans basınç (1 bar)
17
18 // Basıncı bar'dan MPa'ya dönüştür
19 double pressureMPa = pressureBar / 10.0;
20
21 // Referans basınçtaki yoğunluğu hesapla
22 double rhoRef = A * Math.pow(1.0 - temperatureK/Tc, n) - B * temperatureK;
23
24 // Basınç düzeltmesini uygula
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("Sıvı etilen yoğunluğu %.1fK ve %.1f bar'da: %.2f kg/m³%n",
36 temp, pressure, density);
37 }
38}
39
Petrokimyasal İşleme:
Kriyojenik Depolama ve Taşıma:
Polietilen Üretimi:
Soğutma Sistemleri:
Kalite Kontrol:
Termodinamik Çalışmalar:
Malzeme Geliştirme:
Proses Simülasyonu:
Ekipman Boyutlandırma:
Güvenlik Sistemleri:
Bu hesaplayıcı, sıvı etilen yoğunluğunu tahmin etmek için uygun bir yol sağlasa da, alternatif yaklaşımlar da mevcuttur:
Deneysel Ölçüm:
Durum Denklemi Modelleri:
NIST REFPROP Veritabanı:
Yayınlanmış Veri Tabloları:
Etilenin fiziksel özelliklerinin incelenmesi, Michael Faraday'ın 1834 yılında düşük sıcaklık ve yüksek basınç kullanarak etileni sıvı hale getirmesiyle 19. yüzyılın başlarına kadar uzanmaktadır. Ancak, sistematik sıvı etilen yoğunluğu çalışmaları, endüstriyel etilen uygulamaları genişledikçe 20. yüzyılın başlarında başlamıştır.
1940'lar ve 1950'lerde, petrokimya endüstrisi hızla büyürken, etilen özelliklerinin daha hassas ölçümleri gerekli hale geldi. Erken korelasyonlar genellikle sıcaklığın basit polinomik fonksiyonlarıydı ve sınırlı doğruluk ve aralığa sahipti.
1960'lar, karşılaştırmalı durumlar ilkesine dayanan daha sofistike modellerin geliştirilmesiyle birlikte, yoğunlukların kritik parametreler temelinde tahmin edilmesine olanak tanıdı. Bu modeller doğruluğu artırdı ancak hala yüksek basınçlarda sınırlamalar vardı.
Fiziksel Özellikler Tasarım Enstitüsü (DIPPR), kimyasal özellikler için standartlaştırılmış korelasyonlar geliştirmeye 1980'lerde başladı. Sıvı etilen yoğunluğu için geliştirdikleri korelasyonlar, doğruluk ve güvenilirlik açısından önemli bir iyileşme sağladı.
Son on yıllarda, hesaplama yöntemlerindeki ilerlemeler, etilen özelliklerini geniş sıcaklık ve basınç aralıklarında doğru bir şekilde tahmin edebilen daha karmaşık durum denklemlerinin geliştirilmesine olanak tanımıştır. Modern moleküler simülasyon teknikleri de ilk prensiplerden özelliklerin tahmin edilmesine olanak sağlamaktadır.
Sıvı yoğunluk ölçüm teknikleri de önemli ölçüde gelişmiştir. Erken yöntemler, basit yer değiştirme tekniklerine dayanırken, modern yöntemler şunları içermektedir:
Bu ileri teknikler, bu hesaplayıcının geliştirilmesi ve doğrulanması için gerekli yüksek kaliteli deneysel verilerin sağlanmasına olanak tanımıştır.
Sıvı etilen, etilenin (C₂H₄) sıvı halidir; oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında renksiz, yanıcı bir gazdır. Etilenin sıvı halde bulunması için -103.7°C (169.45K) kaynama noktasının altında soğutulması gerekir. Bu durumda, sıvı etilen endüstriyel işlemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır; özellikle polietilen üretimi için bir hammadde olarak.
Etilen yoğunluğu, depolama tanklarının, taşınma sistemlerinin ve proses ekipmanlarının tasarımı için kritik öneme sahiptir. Doğru yoğunluk değerleri, ekipmanın doğru boyutlandırılmasını sağlar, elleçlemede güvenliği garanti eder ve kütle akış hızlarının, ısı transferinin ve diğer proses parametrelerinin doğru hesaplanmasına olanak tanır. Yoğunluk, depolama ve taşımanın ekonomisini de etkiler; çünkü belirli bir hacimde ne kadar etilenin depolanabileceğini belirler.
Sıcaklık, sıvı etilen yoğunluğunu önemli ölçüde etkiler. Sıcaklık arttıkça, yoğunluk termal genleşme nedeniyle azalır. Kritik sıcaklığa (283.18K) yakın, sıcaklık değişimleriyle yoğunluk daha dramatik bir şekilde değişir. Bu ilişki, sıcaklık kontrolünün önemli olduğu kriyojenik uygulamalarda özellikle önemlidir.
Basınç, sıvı etilen yoğunluğunu ılımlı bir şekilde etkiler. Daha yüksek basınçlar, sıvının sıkıştırılması nedeniyle yoğunluğun biraz artmasına neden olur. Etki, sıcaklık etkilerinden daha az belirgindir, ancak 50 bar'ın üzerindeki basınçlarda daha önemli hale gelir. Basınç ve yoğunluk arasındaki ilişki, normal çalışma aralığında yaklaşık olarak lineerdir.
Kritik noktaya (yaklaşık 283.18K ve 50.4 bar) yakın, etilenin yoğunluğu sıcaklık ve basınçtaki küçük değişikliklere karşı oldukça hassas hale gelir. Kritik noktada sıvı ve gaz fazları arasındaki ayrım kaybolur ve yoğunluk kritik yoğunluğa yaklaşık 214 kg/m³ yaklaşır. Hesaplayıcı, bu bölgede karmaşık davranış nedeniyle çok yakın kritik noktalarda doğru sonuçlar veremeyebilir.
Hayır, bu hesaplayıcı yalnızca sıvı etilen için 104K ile 282K arasındaki sıcaklık ve 1 ile 100 bar arasındaki basınçta tasarlanmıştır. Gaz halindeki etilen yoğunluğu hesaplamaları, ideal gaz yasası ile sıkıştırılabilirlik düzeltmeleri veya Peng-Robinson veya Soave-Redlich-Kwong gibi daha karmaşık modeller gerektirir.
Hesaplayıcı, belirtilen sıcaklık ve basınç aralıklarında yaklaşık ±%2 doğrulukla yoğunluk tahminleri sağlar. Doğruluk, geçerli aralıkların sınırlarında, özellikle kritik noktaya yakın bölgelerde azalabilir. Daha yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalar için laboratuvar ölçümleri veya daha karmaşık termodinamik modeller gerekebilir.
Hesaplayıcı aşağıdaki birimleri kullanır:
Evet, yoğunluğu diğer yaygın birimlere dönüştürebilirsiniz; bu dönüşüm faktörlerini kullanarak:
Daha kapsamlı etilen özellik verileri için aşağıdaki kaynakları inceleyebilirsiniz:
Sıvı Etilen Yoğunluğu Hesaplayıcımız, belirli sıcaklık ve basınç gereksinimlerinize dayanarak anında doğru yoğunluk değerleri sağlar. Geçerli aralıklar içinde parametrelerinizi girin ve hesaplayıcı, uygulamanız için sıvı etilen yoğunluğunu otomatik olarak belirleyecektir.
İster proses ekipmanı tasarlıyor, ister depolama tesisleri planlıyor, ister araştırma yapıyor olun, bu araç, ihtiyaç duyduğunuz yoğunluk bilgilerini elde etmenin hızlı ve güvenilir bir yolunu sunar. Dahil edilen görselleştirme, yoğunluğun seçilen basınçta sıcaklıkla nasıl değiştiğini anlamanıza yardımcı olur.
Bu hesaplayıcı hakkında herhangi bir sorunuz veya geri bildiriminiz varsa, lütfen destek ekibimizle iletişime geçin.
İş akışınız için faydalı olabilecek daha fazla aracı keşfedin