Свойства газов и жидкостей - Рид Р.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Аналогичное уравнение было предложено Тодосом с сотрудниками приблизительно в то же самое время [63, 141, 194]. Соотношения Тодоса и др. (правда, несколько уточненные с тех пор [222]) приводятся ниже.
Неполярные газы. Для неполярных газов
T|g = 4,610Г?'618 - 2,04<t°'4497V 4- 1,94^0587V + 0,1 (9.4.17) Полярные газы* Для полярных газов с водородной связью, Тг < 2,0
т|? = (0,755ГГ - 0,055) Z'5/4 (9.4.18) Для полярных газов, не образующих водородную связь, Тг < 2,5
Ti^ = (l,90rr-0,29)4/5Z72/3 (9.4.19)
где
I = Г1/вм-1/2р-2/з (9.4.20)
Величина Z0 — коэффициент сжимаемости в критической точке; остальные величины имеют те же единицы измерения, что и в предыдущем случае.
Малек и Стил [138] предложили другие формы уравнений (9.4.18) и (9.4.19), в которых T]g связано с 77, со и X, где со — фактор ацентричности, а X — фактор полярности Стила (обе эти константы рассмотрены в гл. 2).
Уравнения Тодоса и др. не следует использовать для водорода, гелия и двухатомных галогенов. Это ограничение не оговаривалось для уравнений (9.4.14) и (9.4.15). Ни те, ни другие не дают более или менее удовлетворительных результатов для полярных газов, которые существенно ассоциируются в паровой фазе.
Райхенберг [170] предложил другое соотношение, основанное на использовании принципа соответственных состояний:
т] =-^-T7^ (9.4.21) D
[1 +0,3677 (77 - 1)]1/6
где T] получается в микропуазах. В большинстве случаев параметр а* численно совершенно аналогичен значению т] *, определенному по уравнению (9.4.16). Однако для органических соединений Райхенберг рекомендует использовать
а* = M112Tc (9.4.22)
ТАБЛИЦА 9.3. Групповые составляющие Ct для определения а* (в мкП) [170с]
Группа Составля- Группа Составля-
ющая с. ющая с.
-CH3 )сн2 (вне кольца) 9,04 6,47 ^C= (в кольце) —F 3,59 4,46
^CH- -Cl 10,06
- (вне кольца) 2,67 -Br 12,83
—ОН (спирты) 7,96
4C^ (вне кольца) — 1,53 ^O (вне кольца) 3,59
=сн2 7,68 ^)C=O (вне кольца)
-CH- - (вне кольца) 5,53 12,02
(вне кольца) 1,78 —CHO (альдегиды) 14,02
—COOH (кислоты) 18,65
=сн 7,41 —COO— (сложные эфиры) 13,41
=с— (вне кольца) 5,24 или HCOO (формиаты)
^CH2 -NH2 9,71
(в кольце) 6,91 ^)NH (вне кольца) =N— (в кольце)
3,68
^)CH- - (в кольце) 1,16 4,97
/Ч -CN 18,13
(в кольце) 0,23
)S (в кольце) 8,86
=с- (в кольце) 5,90 /
где а* выражено в микропуазах; M — молекулярная масса; T0 — критическая температура, К; Щ — число атомных групп і-го типа.
Групповые составляющие Ct приведены в табл. 9.3. В настоящее время этот аддитивный метод применим только к органическим соединениям.
Значения вязкостей газов, рассчитанные по этим трем методам основанным на использовании принципа соответственных состояний, сравниваются с экспериментальными значениями в табл. 9.4. Методы иллюстрируются примерами 9.3 и 9.4.
Пример 9.3. Используя корреляции, основанные на использовании принципа соответственных состояний, рассчитать вязкость двуокиси серы при низком давлении и температуре 40 0C Критические свойства: T0 = 430,8 К, Рс = = 77,8 атм, a M = 64,063. Экспериментальное значение равно 135 мкП.
Решение. Метод Тодоса и др. g =TlJ6M~l/2p-2/*= 0,0188. По уравнению (9.4.17) при Тг = (40 + 273,2)/430,8 = 0,727 т|С = (4,610) (0,727)0'618 - 2,04 е-<о.4«> (0.727) + 194 е-(4,058) (0,727) + 0 1
T1 = 1'1ЦЛ =134 мкП
0,0188
гг 134- 135 Погрешность =-J-^g- 100 =
-0,7 о/о
Метод Голубева. По уравнению (9.4.16)
.1/2 (77,8)2/3
T1; = (3,5) (64,063)1
(430,8)
1/7
= 186 мкП
356
ТАБЛИЦА 9.4. Сравнение расчетных и экспериментальных значений вязкости газов при низких давлениях
Погрешность расчета *)
льное кости, теоретические значения e/k И О по методу Тодоса и др., [уравнения (9.4.17)-(9.4.19)] убева 16)] по методу Райхен-берга [уравнение (9.4.21)]
Соединение 0C Эксперимента значение вяз мкП 2) имеющиеся3) расчетные4) по методу Го/ [уравнения (9.4.14)-(9.4.
Неполярные газы
Ацетон
Бензол
Изобутан
я-Бутан
1-Бутен
Двуокись углерода Сероуглерод
Четыреххлористый углерод Хлор
Циклогексан
Этан Этилен
Метан
30 102 2,4 — 1,0 0,5 2,2 2,4
101 126 0,8 —2,2 —0,8 3,3 0,7
200 155 0,6 —2,1 —0,6 12 0,7
28 73,2 4,0 —0,3 3,3 6,9 4,4
100 92,5 2,6 — 1,6 1,3 4,0 2,1
200 117 2,9 —1,2 1,3 3,1 1,5
20 74,4 —0,8 —0,8 1,9 4,3 2,1
60 84,5 -0,5 -0,5 2,0 3,9 1,8
120 99,5 —0,2 —0,1 1,8 3,6 1,3
20 73,9 —1,3 —2,4 0,5 3,0 -1,2
60 83,9 — 1,1 —2,0 0,6 2,6 — 1,4
120 99,8 -1,4 —2,5 —0,5 1,2 —2,8
20 76,1 — 1,6 1,2 3,7 1,8
60 83,9 1,7 4,3 6,4 4,6
120 99,8 1,1 3,2 4,9 3,1
30 151 1,4 —0,9 1,2 2,9
100,5 181 2,0 1,2 2,9 7,5
200,1 219 2,5 3,3 4,8 19
30 94,6 6,6 8,0 11 15
98,2 119 4,9 6,3 9,2 12
200 151 5,5 6,8 9,1 И
125 133 — 1,8 —0,6 2,1 4,6 —2,6
200 156 -1,6 0,7 3,1 5,0 —2,1
300 190 —1,9 2,3 4,2 6,1 -1,4
20 133 — 1,6 -1,0 1,3 3,8
100 168 —0,7 —0,1 1,8 3,6
200 209 0,3 1,4 2,9 5,8
35 72,3 —0,5 —3,5 0,0 3,4 —4,2
77,8 81,1 1,1 — 1,5 1,6 4,5 -2,8
100 87,3 —0,3 -2,5 0,4 3,0 —4,1
200 109 0,1 —0,2 2,2 4,1 —2,9
300 129 -0,3 1,8 1,6 3,5 5,4 —2,0
