لخّصلي

تحسب Aspen HYSYS الخصائص الحرارية الفيزيائية والديناميكية الحرارية باستخدام مجموعة من قواعد البيانات المضمنة والارتباطات التجريبية والنماذج الديناميكية الحرارية المتقدمة. فيما يلي نظرة عامة على كيفية حصول HYSYS عادةً على القيم لخصائص مختلفة:

1. قواعد بيانات البيانات التجريبية قاعدة بيانات خصائص المكونات النقية: تتضمن HYSYS مكتبات بيانات موسعة تحتوي على قيم تجريبية للمكونات النقية، مثل درجة الحرارة الحرجة والوزن الجزيئي ومعاملات السعة الحرارية والعامل اللامركزي والمزيد. غالبًا ما تستند هذه القيم إلى بيانات منشورة ومقاسة تجريبياً من مصادر مثل DIPPR (معهد التصميم للخصائص الفيزيائية) وNIST (المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا). معلمات التفاعل: بالنسبة للمخاليط متعددة المكونات، 2. النماذج الديناميكية الحرارية ومعادلات الحالة على سبيل المثال: تُستخدم نماذج EOS الخاصة بـ Peng-Robinson وSoave-Redlich-Kwong (SRK) بشكل شائع لحسابات توازن البخار والسائل والطور الغازي، وخاصة في صناعة النفط والغاز. Wilson وNRTL وUNIQUAC) غالبًا على سلوك الطور السائل غير المثالي في المخاليط. من خلال تطبيق هذه النماذج، الارتباطات والمعادلات التجريبية أو التوتر السطحي)، يستخدم HYSYS الارتباطات التجريبية التي تناسب البيانات التجريبية مع المعادلات. اللزوجة: الارتباطات مثل نظرية تشابمان-إنسكوج للغازات أو الارتباطات التجريبية للسوائل (على سبيل المثال، معادلة أندرادي). التوتر السطحي: معادلات تجريبية تربط التوتر السطحي بدرجة الحرارة، تسمح هذه الارتباطات لـ HYSYS بتقدير الخصائص عبر مجموعة من الظروف، حتى إذا لم تكن البيانات التجريبية المباشرة متاحة. وEOS، والارتباطات لتناسب بشكل أفضل الظروف والمواد النموذجية داخل تلك الصناعة. تتضمن حزم الخصائص الشائعة Peng-Robinson للهيدروكربونات، وElectrolyte NRTL لمحاليل الإلكتروليت. بالنسبة للتطبيقات المتخصصة، يسمح HYSYS للمستخدمين بإدخال البيانات التجريبية واستخدام انحدار المعلمات لتجهيز البيانات لنموذج.

تحسب Aspen HYSYS الخصائص الحرارية الفيزيائية والديناميكية الحرارية باستخدام مجموعة من قواعد البيانات المضمنة والارتباطات التجريبية والنماذج الديناميكية الحرارية المتقدمة. فيما يلي نظرة عامة على كيفية حصول HYSYS عادةً على القيم لخصائص مختلفة:

1. قواعد بيانات البيانات التجريبية

قاعدة بيانات خصائص المكونات النقية: تتضمن HYSYS مكتبات بيانات موسعة تحتوي على قيم تجريبية للمكونات النقية، مثل درجة الحرارة الحرجة والوزن الجزيئي ومعاملات السعة الحرارية والعامل اللامركزي والمزيد. غالبًا ما تستند هذه القيم إلى بيانات منشورة ومقاسة تجريبياً من مصادر مثل DIPPR (معهد التصميم للخصائص الفيزيائية) وNIST (المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا).

معلمات التفاعل: بالنسبة للمخاليط متعددة المكونات، تتضمن HYSYS قواعد بيانات تحتوي على معلمات تفاعل ثنائية (على سبيل المثال، معلمات Wilson وNRTL) اللازمة لحسابات توازن الطور الدقيقة.

2. النماذج الديناميكية الحرارية ومعادلات الحالة

تستخدم HYSYS النماذج الديناميكية الحرارية ومعادلات الحالة لحساب الخصائص التي تتغير مع درجة الحرارة والضغط والتركيب. على سبيل المثال:

تُستخدم نماذج EOS الخاصة بـ Peng-Robinson وSoave-Redlich-Kwong (SRK) بشكل شائع لحسابات توازن البخار والسائل والطور الغازي، وخاصة في صناعة النفط والغاز.

تُطبق نماذج معامل النشاط (على سبيل المثال، Wilson وNRTL وUNIQUAC) غالبًا على سلوك الطور السائل غير المثالي في المخاليط.

يمكن استخدام قانون الغاز المثالي ونماذج السائل المثالي لحسابات أبسط أو أنظمة تقترب من السلوك المثالي.

من خلال تطبيق هذه النماذج، يمكن لـ HYSYS استنباط قيم لخصائص مثل المحتوى الحراري والإنتروبيا والانفلات وعامل الانضغاط في ظل ظروف معينة.

3. الارتباطات والمعادلات التجريبية

بالنسبة لبعض الخصائص المعتمدة على درجة الحرارة (مثل اللزوجة، أو التوصيل الحراري، أو التوتر السطحي)، يستخدم HYSYS الارتباطات التجريبية التي تناسب البيانات التجريبية مع المعادلات. تشمل الأمثلة:

اللزوجة: الارتباطات مثل نظرية تشابمان-إنسكوج للغازات أو الارتباطات التجريبية للسوائل (على سبيل المثال، معادلة أندرادي).

التوصيل الحراري: غالبًا ما يتم نمذجتها باستخدام معادلات متعددة الحدود تناسب السلوك المعتمد على درجة الحرارة.

التوتر السطحي: معادلات تجريبية تربط التوتر السطحي بدرجة الحرارة، وغالبًا ما تكون خاصة بالمادة.

تسمح هذه الارتباطات لـ HYSYS بتقدير الخصائص عبر مجموعة من الظروف، حتى إذا لم تكن البيانات التجريبية المباشرة متاحة.

4. حزم الخصائص

يوفر HYSYS مجموعة متنوعة من حزم الخصائص المصممة لأنواع مختلفة من العمليات والصناعات (على سبيل المثال، النفط والغاز والمواد الكيميائية والبتروكيماويات). تستخدم كل حزمة خصائص مجموعة محددة من النماذج الديناميكية الحرارية، وEOS، والارتباطات لتناسب بشكل أفضل الظروف والمواد النموذجية داخل تلك الصناعة.

تتضمن حزم الخصائص الشائعة Peng-Robinson للهيدروكربونات، وNRTL للمركبات القطبية، وElectrolyte NRTL لمحاليل الإلكتروليت.

5. أدوات الانحدار والتجهيز

بالنسبة للتطبيقات المتخصصة، يسمح HYSYS للمستخدمين بإدخال البيانات التجريبية واستخدام انحدار المعلمات لتجهيز البيانات لنموذج. تضبط هذه العملية معلمات التفاعل لتتناسب مع النتائج التجريبية بأكبر قدر ممكن، مما يحسن الدقة في تطبيقات محددة.

يمكن للمستخدمين أيضًا إضافة ارتباطات مخصصة أو نتائج انحدار للخصائص إذا كان لديهم بيانات فريدة غير مغطاة بنماذج HYSYS المضمنة.

الملخص

بشكل عام، يجمع HYSYS بين قاعدة بيانات تجريبية واسعة مع نماذج ديناميكية حرارية مرنة وارتباطات لحساب مجموعة واسعة من الخصائص ديناميكيًا. يسمح هذا للبرنامج بنمذجة العمليات في العالم الحقيقي بدقة في ظل ظروف متنوعة، بالاعتماد على كل من البيانات الثابتة والخوارزميات التنبؤية للتكيف مع التغيرات في درجة الحرارة والضغط والتكوين داخل المحاكاة