Расчёт изобар уравнения состояния диоксида углерода и метана в интервале давлений от 2 до 20 МПа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе представлен расчёт изобар уравнения состояния диоксида углерода и метана в диапазоне давлений от 2 до 20 МПа при помощи фрактального уравнения состояния и программного модуля Fract EOS. Ранее было показано, что для диоксида углерода температурная зависимость подгоночного параметра α отсутствует. Для метана выяснено, что температурная зависимость не значительна и ослабевает при приближении к 1000 K. Это позволило для данных веществ аппроксимировать зависимость α от плотности полиномом и использовать его в расчётах при любых температурах. Далее, для того чтобы применить предлагаемую модель для расчёта изобар данных веществ, было рассчитано множество изотерм с небольшим шагом температуры. Затем, на каждой изотерме выбрана точка с необходимым давлением. Полученные результаты показывают хорошее согласие с экспериментальными данными. Предложенное уравнение состояния подходит для исследования важных для промышленности веществ, таких как диоксид углерода и метан.

Об авторах

Рамазан Абдуллаевич Магомедов

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики - филиал ФГБУН Объединенного института высоких температур Российской академии наук

старший научный сотрудник

Энвер Нариманович Ахмедов

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики - филиал ФГБУН Объединенного института высоких температур Российской академии наук

научный сотрудник

Список литературы

  1. Каплун, А.Б. Метод расчета термодинамических свойств диоксида углерода в области давлений до 200 МПа / А.Б. Каплун, А.Б. Мешалкин // Журнал физической химии. - 2019. - Т. 93. - Вып. 9. - С. 1289-1296. doi: 10.1134/S0044453719090085.
  2. Lees, E.W. Gas diffusion electrodes and membranes for CO2 reduction electrolysers / E.W. Lees, B.A.W. Mowbray, F.G.L. Parlane, C.P. Berlinguette // Nature Reviews Materials. - 2022. - V. 7. - I. 1. - P. 55-64. doi: 10.1038/s41578-021-00356-2.
  3. Al Rowaihi, I. A two-stage biological gas to liquid transfer process to convert carbon dioxide into bioplastic / I. Al Rowaihi, B. Kick, S.W. Grötzinger et al. // Bioresource Technology Reports. - 2018. - V. 1. - P. 61-68. doi: 10.1016/j.biteb.2018.02.007.
  4. Баянов, И.М. Моделирование процесса горения гидрата метана с учетом неполного испарения выделившейся воды при его диссоциации / И.М. Баянов, И.К. Гималтдинов, М.В. Столповский // Теплофизика высоких температур. - 2023. - Т. 61. - Вып. 2. - С. 251-257. doi: 10.31857/S0040364423020011.
  5. Yang, H. Methane concentration measurement method in rain and fog coexisting weather based on TDLAS / H. Yang, X. Bu, Y. Song, Y. Shen // Measurement. - 2022. - V. 204. - Art. № 112091. doi: 10.1016/j.measurement.2022.112091.
  6. Sussmann, R. Strategy for high-accuracy-and-precision retrieval of atmospheric methane from the mid-infrared FTIR network / R. Sussmann, F. Forster, M. Rettinger, N. Jones // Atmospheric Measurement Techniques. - 2011. - V. 4. - I. 9. - P. 1943-1964. doi: 10.5194/amt-4-1943-2011.
  7. Брагинский, О.Б. Альтернативные моторные топлива. Мировые тенденции и выбор для России / О.Б. Брагинский // Российский химический журнал. - 2008. - T. LII. - № 6. - С. 137-146.
  8. Самко, С.Г. Интегралы и производные дробного порядка и некоторые их приложения / С.Г. Самко, А.А. Килбас, О.И. Маричев. - Минск: Наука и техника, 1987. - 688 с.
  9. Kilbas, A.A. Theory and applications of fractional differential equations / A.A. Kilbas, H.M. Srivastava, J.J. Trujillo. - North-Holland, Amsterdam: Elsevier, 2006. - 540 p.
  10. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика в 10 т. Т. 5, Ч. 1: Статистическая физика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: Физматлит, 2002. - 616 с.
  11. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: в 5 т. Т. 2: Термодинамика и молекулярная физика / Д.В. Сивухин. - М.: Физматлит, 2005. - 544 с.
  12. Meilanov, R.P. Thermodynamics in fractional calculus / R.P. Meilanov, R.A. Magomedov // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2014. - V. 87. - I. 6. - P. 1521-1531. doi: 10.1007/s10891-014-1158-2.
  13. Янке, Е. Специальные функции и формулы, графики, таблицы / Е. Янке, Ф. Эдме, Ф. Лёш; пер. с 6-го перераб. нем. изд. под ред. Л.И. Седова. - М.: Наука, 1964. - 344 с.
  14. Magomedov, R.A. Generalization of thermodynamics in of fractional-order derivatives and calculation of heat-transfer properties of noble gases / R.A. Magomedov, R.R. Meilanov, R.P. Meilanov et al. // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. - 2018. - V. 133. - I. 2. - P. 1189-1194. doi: 10.1007/s10973-018-7024-2.
  15. Магомедов, Р.А. Зависимость изотермы водяного пара от точности определения подгоночного параметра / Р.А. Магомедов, Э.Н. Ахмедов // Инженерно-физический журнал. - 2023. - Т. 96. - № 4. - С. 1062-1067.
  16. Магомедов, Р.А. Расчёт P-ρ-T свойств водяного пара в диапазоне температур от 773 K до 1673 K / Р.А. Магомедов, Э.Н. Ахмедов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 298-306. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.298.
  17. Магомедов, Р.А. Расчёт P-ρ-T Свойств CO2 в диапазоне температур от T = 400 K до T = 1700 K / Р.А. Магомедов, Э.Н. Ахмедов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 274-281. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.274.
  18. Алтунин, В.В. Таблицы стандартных справочных данных. Диоксид углерода жидкий и газообразный: ГСССД 96-86 / В.В. Алтунин. - М.: Издательство стандартов, 1986, 25 с.
  19. Сычев, В.В. Термодинамические свойства метана: ГСССД. Серия монографии / В.В. Сычев, А.А. Вассерман, В.А. Загорученко и др. - М.: Издательство стандартов, 1979, 348 с.
  20. Frolov, S.M. Real-gas properties of n-alkanes, O2, N2, H2O, CO, CO2, and H2 for diesel engine operation conditions / S.M. Frolov, N.M. Kuznetsov, C. Krueger // Russian Journal of Physical Chemistry B. - 2009. - V. 3. - I. 8. - P. 1191-1252. doi: 10.1134/S1990793109080090.
  21. Физические величины. Справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. - М.: Энергия. 1991. - 1232 c.
  22. Свидетельство № 2021661219 Российская Федерация. Fract EOS / Э.Н. Ахмедов, Р.А. Магомедов, А.А. Аливердиев; заявитель и правообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук. - № 2021617802; заявл. 24.05.2021; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 07.07.2021. - 1 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».