Расчёт P-ρ-T свойств CO2 в диапазоне температур от T = 400 K до T = 1700 K
Р.А. Магомедов, Э.Н. Ахмедов
Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиала ФГБУН «Объединённый институт высоких температур Российской академии наук»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.274
Оригинальная статья
Аннотация: В работе представлен расчёт изотерм уравнения состояния диоксида углерода в диапазоне температур от T = 400 K до T = 1700 K. Методика расчёта представляет собой доработку ранее предложенного подхода на основе фрактального уравнения состояния и программного модуля Fract EOS. Полученные результаты показывают хорошее согласие с экспериментальными данными. Показано, что для диоксида углерода подгоночный параметр α фрактального уравнения состояния не зависит от температуры, а зависимость от плотности можно точно аппроксимировать с помощью полинома, что упрощает расчёты изотерм в широком диапазоне температур. Благодаря этому были рассчитаны изотермы уравнения состояния для температур не представленных в табличных справочных данных. Предложенное уравнение состояния подходит для исследования не только инертных газов, но и для более сложных веществ, таких как диоксид углерода.
Ключевые слова: уравнение состояния, интегро-дифференцирование дробного порядка, соотношения Максвелла, потенциал Гельмгольца, статистическая сумма, диоксид углерода, изотерма, теплофизические свойства
- Магомедов Рамазан Абдуллаевич – старший научный сотрудник, Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиала ФГБУН «Объединённый институт высоких температур Российской академии наук»
- Ахмедов Энвер Нариманович – научный сотрудник, Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиала ФГБУН «Объединённый институт высоких температур Российской академии наук»
Ссылка на статью:
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.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
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. Хладагенты. Система обозначений: ГОСТ ISO 817-2014; введ. 2015.09.01. – М.: Стандартинформ, 2014. – 10 с.
5. Refrigerants – Designation system: ISO 817:2005; valid 01.01. 2005. – Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardization, 2005. – 10 p.
6. Khanam, M. A regional technology roadmap to enable the adoption of CO2 heat pump water heater: A case from the Pacific Northwest USA / M. Khanam, T.U. Daim // Energy Strategy Reviews. – 2017. – V. 18. – P. 157-174. DOI: 10.1016/j.esr.2017.09.019.
7. О полигонах для разработки и испытаний технологий контроля углеродного баланса: Приказ Минобрнауки Российской Федерации от 5 февраля 2021 г. № 74.
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. Алтунин, В.В. Таблицы стандартных справочных данных. Диоксид углерода жидкий и газообразный: ГСССД 96-86 / В.В. Алтунин. – М.: Издательство стандартов, 1986, 25 с.
16. Физические величины. Справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.: Энергия. 1991. – 1232 c.
17. 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.
18. 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.