Modelamiento de la Viscosidad con Base en una Ecuación Cúbica μTP del Tipo Peng-Robinson

Abstract

ResumenSe aplica un modelo para el cálculo de la viscosidad del tipo ecuación cúbica de estado de Peng-Robinson. El modelo ha sido empleado para correlacionar y predecir viscosidades de sustancias puras y mezclas en especial en la región de saturación. Los parámetros del modelo han sido generalizados en términos de la masa molar. Las expresiones generalizadas son estimadas mediante el ajuste de datos experimentales de alcanos y alcoholes. Las desviaciones absolutas promedio para la viscosidad, entre los valores correlacionados y los experimentales, son 6.26% y 7.21% para alcanos y alcoholes, respectivamente. Se realizan cálculos predictivos con desviaciones absolutas promedio de 3.99% para alcanos y 13.76% para alcoholes. Para viscosidades de mezclas se utilizaron tres enfoques de reglas de mezclado. Las desviaciones promedio calculadas son 18.66%, 10.31% y 3.85% para las reglas simples, de uno y dos parámetros respectivamente. Los resultados indican que el modelo propuesto proporciona resultados adecuados y consistentes, teniendo en cuenta la simplicidad de las expresiones generalizadas desarrolladas. Palabras clave: viscosidad; ecuaciones cúbicas de estado; sustancias puras; mezclas Modeling the Viscosity Based on Peng-Robinson Type Cubic TP Equation AbstractA viscosity model based on the Peng-Robinson cubic equation of state is applied. The model has been used to correlate and predict viscosities of pure substances and mixtures especially in the saturation zone. The parameters of the model are generalized in terms of the molar mass. The generalized expressions are estimated by fitting the experimental data for a group of alkanes and alcohols. Average deviations between calculated values and experimental data for alkanes and alcohols are 6.26% and 7.21%. Some predictive calculations are performed for alkanes and alcohols finding average absolute deviation of 3.99% and 13.76%. To extend the model to mixtures, some binary mixtures calculations are performed using three mixing rule approaches. The results obtained with the simple, one and two interaction parameters mixing rules are 18.66%, 10.31% and 3.85%. The results indicate that the new viscosity model provides results that can be considered adequate and consistent taking in account the simplicity of the generalized expressions.

Modelamiento de la viscosidad dinámica de sustancias puras a partir de la teoría de entropía residual

“…Para todas las sustancias puras se emplean los datos reportados como aceptados por la base de datos de la DIPPR (Daubert, 1998). Esta base de datos es ampliamente utilizada en la obtención de diferentes tipos de modelos que incluyen ecuaciones de estado (Forero y Velásquez, 2019) y propiedades de transporte (Cardona et al, 2019a). En la Tabla 2 se reportan los intervalos de temperatura, presión y viscosidad para cada familia orgánica analizada en este trabajo (Tabla 2, columnas 5, 6 y 7).…”

“…Para cada sustancia se utilizan 22 datos de saturación, distribuidos en 11 de líquido y 11 de vapor e igualmente espaciados. La literatura reporta entre 10 y 24 datos experimentales para el ajuste del modelo (Cardona et al, 2019a;García et al, 2017). En este trabajo se toma un valor de 22 datos (11 de líquido y 11 de vapor) para la determinación de las constantes que se encuentra dentro del rango utilizado para el ajuste de modelos de transporte (viscosidad y conductividad térmica).…”

“…Algunos de estos se originan a partir del concepto de similitud geométrica entre dos diagramas termodinámicos como PvT y TP. Ejemplos de este tipo de modelos son aquellos desarrollados por Bonyadi et al (2017) y Cardona et al (2019a). Recientemente, Valderrama et al (2019) han utilizado este concepto para realizar predicciones de la viscosidad dinámica en líquidos iónicos con desviaciones inferiores de 5.60%.…”

Concepto de Similitud Geométrica para la Correlación de la Solubilidad Mutua en Mezclas Parcialmente Miscibles de Líquidos Iónicos + Alcohol

“…La función objetivo descrita en la ecuación 11 representa la desviación absoluta de la fracción molar de líquido iónico (x1) en la fase 1. Además, esta función objetivo ha sido usada con éxito en diferentes aplicaciones en la determinación de parámetros de modelos termodinámicos (Khosharay et al, 2018;Cardona et al, 2019). En esta ecuación los superíndices "exp" y "cal" indican la fracción molar de líquido iónico experimental y calculada con el modelo de solubilidad y N es el número de datos.…”

“…Durante los últimos 20 años se han presentado varios modelos usando ecuaciones de estado y el concepto de similitud geométrica. Se han usado las ecuaciones cúbicas de Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, y Patel-Teja (Guo et al, 2001;Fan y Wang, 2006;Khosharay et al, 2018;Cardona et al, 2019). Más recientemente, el concepto de similitud geométrica ha sido aplicado por Valderrama et al (2019b) para correlacionar y predecir la viscosidad de líquidos iónicos puros y de mezclas completamente miscibles de líquidos iónicos.…”