propiedades de los fluidos a partir de las ecuaciones viriales, cubicas de estado, propiedades de los pfluidos a partir de las correlaciones de Pitzer, EVL a partir de ecuaciones cubicas de estado nomogramas de Priester

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR CIENCIA Y
TECNOLOGIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO
CATEDRA: TERMODINAMICA II
MARACAIBO ESTADO ZULIA
INTEGRANTE:
JAIRO ORDOÑEZ
CI 22479003
SECCION: S
MARACAIBO, MARZO DE 2018

2.  Introducción
1. Propiedades de los fluidos a partir de las ecuaciones virales de estado
2. Propiedades de los fluidos a partir de ecuaciones cubicas de estado
3. Propiedades de los fluidos a partir de las correlaciones de Pitzer
4. EVL a partir de ecuaciones cubicas de estado
5. Nomogramas DePriester para valores K y para hidrocarburos ligeros como
funciones de P Y T
 Conclusión
 Bibliografía

3. Una ecuación de estado es una relación que existe entre dos o mas propiedades
termodinámica en sistema de un componente y de una fase, la ecuaciones de estado
incluirá tres propiedades, dos de las cuales pueden ser consideradas como
independientes. Aunque en principio se podrían relaciones funcionales que
intervengan tres propiedades termodinámicas cuales quiera, las expresiones
analíticas de las relaciones entre las propiedades han sido limitada casi
completamente a la presión, volumen y temperatura.
Debido a la incompleta compresión de las interacciones intermoleculares,
especialmente en los estados liquido y solido, han sido utilizados métodos empíricos
para desarrollar muchas de las ecuaciones de estado de uso general.
A lo largo de esta presentación, mostrara un conjunto de ecuaciones de este estado
que permiten determinar las propiedades de los fluidos mediante especificaciones
termodinámicas

4. Las propiedades termodinámicas de los fluidos, son características de un
sistema, que definen y particularizan una sustancia de trabajo. Estas,
permiten determinar la energía que puede transferir o recibir un sistema,
motivo que explica la importancia de la predicción de las propiedades
tales como: entalpia (H), entropía (S) energía interna (U) entre otras. Las
formas mas importantes de energía en el estudio termodinámico es el
calor y trabajo de un sistema, es tarea ingenieril.

5. Las ecuaciones de estado proporcionan descripciones concisas del
comportamiento PVT de los fluidos puros. La única ecuación de estado
que se ha utilizado extensamente es la ecuación virial de los términos.
Esta ecuación es adecuada para gases a presiones hasta de varios bars.
En forma reducida, para gases puros, cuando se amplia mezclas de gases,
produce una expresión general para la ecuación la cual es útil para
cálculos de EVL

6. Las ecuaciones de estado escritas para mezclas de fluidos son
exactamente las mismas que las ecuaciones de estado presentadas, para
fluidos puros. La información adicional necesaria para la aplicación a
mezclas es la dependencia en función de la composición de los
parámetros. Para las ecuaciones viriales, que se aplican sólo a los gases,
esta dependencia está dada por ecuaciones exactas provenientes de la
mecánica estadística. La expresión para B, el segundo coeficiente vinal,
es:
Como se dispone de métodos generalizados para la evaluación de las Bij.
Para una mezcla binaria, la ecuación

7. Como se ha explicado las propiedades residuales se calculan fácilmente a
partir de ecuaciones de estado. Según la ecuación aplicable a los fluidos
de composición constante.
Cuando el factor de compresibilidad está dado por la ecuación virial de
dos términos:

8. Se tengan los datos suficientes para evaluar B y dB/dT... Los valores que
se requieren de Bij en la ecuación se pueden determinar a partir de la
correlación generalizada para los segundos coeficientes viriales, de
acuerdo con la ecuación en donde B1, B0 se dan por medio de las
ecuaciones, Wij, Tij y Pcij se desprenden de las reglas de combinación de
las ecuaciones. Al diferenciar la ecuación, se obtiene como resultado una
ecuación para dBij/dT, con la cual se determinan los valores requeridos
en la ecuación.
En donde B1,B10 se dan por medio de las ecuaciones, Wij, Tij y Pcij se
desprende de las reglas de combinación de las ecuaciones, al diferencia
la ecuación, se obtiene como resultado una ecuación para dBij,/dT, con la
cual determinan los valores requeridos en la ecuación

9. El tercer coeficiente de virial es:
En donde las C subíndices son iguales sin importar el orden. Para una
mezcla binaria, la ecuación se convierte en:

10. Las ecuaciones de estado que son cubicas en volúmenes molares pueden
describir el comportamiento de ambas fases liquida y de vapor de fluidos
puros. La aplicación de estas ecuaciones a las mezclas requieren que los
parámetros de la ecuación de estado de expresen como funciones de la
composición no hay una teoría exacta semejante a la de las ecuaciones
viriales que prescriba esta dependencia de la composición la cual de
preferencia se impone por reglas de mezclado empíricas. Para la ecuación
de Redlich/Kwong

11. las reglas de mezclado de uso frecuente son:
Las a, son de dos tipos: los parámetros para las especies puras
(subíndices iguales) y los parámetros de intersección (subíndices
diferentes)
Las b, son parámetros para las especies puras. Una vez que se han
determinado a y b para las mezclas mediante las ecuaciones, entonces
para T y P dadas, se encuentran Z, G’/RT y H’IRT por medio de las
ecuaciones a la y S’R.

12. La ecuación de estado de Redlich-Kwong la cual es una modificación a la
ecuación de Van der Waals, sobre todo en el término que contiene la
presión de atracción, proponen la ecuación siguiente:
donde el parámetro a es una función de la temperatura, a(T). Para Redlich-
Kwong se tiene:

13. Generalmente el parámetro a = a’f(T) y a’ una constante impuesta por las
condiciones en el punto crítico, ac = a’f(Tc), entonces:
Y
Si a denota la relación y a tiende a 1 en T=Tc1, se puede notar que
para la ecuación de estado de Redlich-Kwong y Tr=T/Tc que es la
temperatura reducida.
Al expresar la ecuación (22) en términos del factor de compresibilidad Z,
se tiene:

14. Donde:
Los parámetros a y b se obtienen aplicando los criterios de Wan der
Waals o el método de volúmenes iguales, de donde se obtienen las
siguientes ecuaciones
Las constantes 0.42748 y 0.08664 son conocidas en literatura como Ωa y
Ωb respectivamente

15. Las correlaciones generalizadas del tipo Pitzer proporcionan una alternativa en
cuanto al uso de una ecuación cubica de estado para el calculo de las
propiedades termodinámicas. No obstante, no existe base teórica para una
extensión general de estas correlaciones a las mezclas. A pesar de ello, 2,
como SC da por
Depende de T,.,P, y w, y a menudo se obtienen resultados aproximados con
parámetros críticos para la mezcla una regla lineal simple de mezclado para
para el factor acéntrico. Dado que rara vez se conocen los valores de las
propiedades criticas reales TC y PC, para las mezclas se hace uso de los
pseudoparametros Tpc Ppc determinados de nuevo por una regla lineal sencilla
de mezclado.

16. Las fases a las mismas T y P estan en equilibrio cuando la fugacidad de cada
especie es la misma en todas las fases. Para EVL, este requerimiento se
escribe:
Una forma alternativa de la ecuación es el resultado de la introducción del
coeficiente de fugacidad como se define mediante la ecuación
Para el caso especial de las especies puras i, se convierten en:

17. Debido a la funcionalidad compleja de los valores de K, los cálculos del EVL,
requieren en general, procedimientos iterativos adecuados solo para una
resolución en computadora. Nos obstante, en caso de mezclas de
hidrocarburos ligeros, en las cuales los campos de fuerza molecular son
relativamente complicados, se puede suponer como una aproximación
razonable, que ambas fases, liquida y de vapor, son soluciones ideales. La
ecuación muestra øld=ø y la suposición de las soluciones ideales reduce la
ecuación
En donde VL es el volumen molar de la especie pura i como un liquido
saturado. Asi el valor K, esta dado por

18. Uno de los métodos mas sencillo de resolución de problemas de equilibrio de
fases, es donde se determinan las constante de equilibrio por el nomograma De
Priester. Esta correlación, permite contar con efectos promedio de
composiciones, pero la base esencial es la ley de Raoult. La ley de Raoult
expresa los valores de K, como funciones simplemente de P y T independientes
de las composiciones de las fases vapor y liquido.
Cuando las suposiciones que sirven de fundamento a ley de Raoult son
apropiadas, permite que los valores de K se calculen y correlacionen como
funciones de T y P. para mezclas de hidrocarburos ligeros y de otras moléculas
simples, en las que los campos de fuerza moleculares no son complicados, las
correlaciones de esta clase tienen validez aproximada. La fig 4.7 y 4.8, muestran
un nomograma para valores de K de hidrocarburos ligeros como funciones de P y
T

20. Al terminar la investigación llegue a la conclusión que las propiedades
termodinámicas de los fluidos son esenciales para el diseño de los equipos de
proceso particularmente con respecto a los requerimientos energéticos,
equilibrio de fases y determinación de tamaño del mismo.
Entendí que se han desarrollado ecuaciones para el cálculos de los balances
de energía y entropía, y para la determinación de volúmenes y composiciones
de fases en el equilibrio. Estas ecuaciones involucran a las propiedades
termodinámicas que incluyen volumen especifico, entalpia, entropía y
coeficiente de fugacidad.
Tomando en cuenta que los fluidos reales tienen propiedades físicas similares
y sabiendo la principal diferencia entre ellos depende únicamente en sus
comportamientos dado la presión y la temperatura y en caso de una mezcla,
sus composición se toman en tres ultimas variables independientes a partir de
las cuales se calculan las demás propiedades.

21.  www.propiedadestermodinámicas.com
 Principios básicos y cálculos en ingeniería química 6ta edición autor: David
M. Himmelblau