作者：ZFY 日期：2025年4月6日
| 组分 | 含量 |
|---|---|
| TICL4 | 0.036902158 |
| TEA | 0.091969849 |
| C2H4 | 76.98073312 |
| H2 | 1.082327566 |
| HEXANE | 719.2184100 |
| HDPE | 0.150378939 |
| 温度 | 160 K |
| 压力 | 200 atm |
| DPN | 993.43 |
| 组分 | 含量 |
|---|---|
| TICL4 | 3.76E-05 |
| TEA | 9.38E-05 |
| C2H4 | 0.104064454 |
| H2 | 0.000164843 |
| HEXANE | 0.74526035 |
| HDPE | 0.150378939 |
| 温度 | 160 K |
| 压力 | 200 atm |
| DPN | 1174.19 |
| 物性 | sup-CSTR | Aspen | 相对偏差 [%] |
|---|---|---|---|
| 摩尔密度 | 7908.830319 | 7908.96487 | 0.001701277 |
| 压缩因子 | 0.711496907 | 0.711477852 | 0.002678255 |
| 焓偏离 | -20147.78624 | -20146.95233 | -0.004138999 |
| 熵偏离 | -66.89850028 | -66.89569679 | -0.004190655 |
| 吉布斯偏离 | -942806.7513 | -942806.9152 | -1.73808E-05 |
| 逸度系数 | |||
| TICL4 | 2.01E-14 | 2.01E-14 | 0.000374278 |
| TEA | 2.01E-14 | 2.01E-14 | 0.000374278 |
| C2H4 | 1.112936799 | 1.112937281 | 4.32878E-05 |
| H2 | 6.508317556 | 6.50832283 | 8.10328E-05 |
| HEXANE | 0.102929471 | 0.102929477 | 6.27465E-06 |
| HDPE | 0 | 2.67E-109 | 0 |
| 物性 | sup-CSTR | Aspen | 相对偏差 [%] |
|---|---|---|---|
| 摩尔密度 | 8255.046764 | 8255.205643 | 0.00192463 |
| 压缩因子 | 0.681683306 | 0.681636967 | 0.006797834 |
| 焓偏离 | -19936.81131 | -19935.18659 | -0.008149365 |
| 熵偏离 | -63.84696831 | -63.84166453 | -0.008307017 |
| 逸度系数 | |||
| TICL4 | 2.14E-14 | 2.14E-14 | 0.000466137 |
| TEA | 2.14E-14 | 2.14E-14 | 0.000466137 |
| C2H4 | 1.201831619 | 1.201832592 | 8.09234E-05 |
| H2 | 7.138994454 | 7.139006704 | 0.000171597 |
| HEXANE | 0.110429903 | 0.110429919 | 1.45005E-05 |
| HDPE | 0 | 2.67E-109 | 0 |
| 组分 | 含量 |
|---|---|
| TICL4 | 3.76E-05 |
| TEA | 9.38E-05 |
| C2H4 | 0.104064454 |
| H2 | 0.000164843 |
| HEXANE | 0.74526035 |
| HDPE | 0.150378939 |
| 温度 | 160 K |
| 压力 | 10 atm |
| DPN | 1174.19 |
| 组分 | ASPEN 液相摩尔组成 | Sup-CSTR液相摩尔组成 | 相对偏差 [%] |
|---|---|---|---|
| TICL4 | 2.25E-04 | 0.000225272 | 0.00040602 |
| TEA | 5.61E-04 | 0.000561437 | 0.000407497 |
| C2H4 | 0.001268745 | 0.001268874 | 0.010169121 |
| H2 | 2.84E-07 | 2.84E-07 | 0.010709016 |
| HEXANE | 0.097697726 | 0.097709037 | 0.011576711 |
| HDPE | 9.00E-01 | 0.900235095 | 0.001270485 |
| 组分 | ASPEN 汽相摩尔组成 | Sup_CSTR汽相摩尔组成 | 相对偏差 [%] |
|---|---|---|---|
| TICL4 | 2.24E-15 | 2.24E-15 | 0.05129298 |
| TEA | 5.59E-15 | 5.58E-15 | 0.051294458 |
| C2H4 | 0.124679173 | 0.124679442 | 0.000215933 |
| H2 | 0.000197844 | 0.000197844 | 0.000234491 |
| HEXANE | 0.875122983 | 0.875122713 | 3.08172E-05 |
| HDPE | 2.40E-109 | 0 | 0 |
| 组分 | ASPEN 气液平衡常数 | sup-CSTR气液平衡常数 | 相对偏差 |
|---|---|---|---|
| TICL4 | 9.95E-12 | 9.94E-12 | 0.050816362 |
| TEA | 9.95E-12 | 9.94E-12 | 0.050816362 |
| C2H4 | 98.2696581 | 98.25989071 | 0.009940359 |
| H2 | 695.6085917 | 695.5358307 | 0.010461145 |
| HEXANE | 8.957453562 | 8.956415268 | 0.011592743 |
| HDPE | 0 | 0 | 0 |
| 函数名称 | 描述 |
|---|---|
__init__(self) |
初始化 PCSAFT 类的实例。 |
param_init(self) |
设置 PC-SAFT 模型的默认参数。 |
compute_z(self, rho, T, comp, param) |
计算压缩因子 Z。 |
_compute_hs_terms(self, d, zeta) |
计算硬球径向分布函数 g_hs 及其密度导数。 |
_compute_zhs(self, zeta) |
计算硬球压缩因子 Zhs。 |
_compute_ab(self, m_avg) |
计算色散相互作用的系数 a 和 b。 |
_compute_I_terms(self, eta3, a, b) |
计算色散能量的积分系数。 |
_compute_C_terms(self, m_avg, eta3) |
计算色散相关中的附加修正项 C1 和 C2。 |
compute_hres(self, T, rho, comp, param) |
计算焓偏离 hres。 |
compute_sres(self, T, rho, comp, param) |
计算熵偏离 Sres。 |
compute_Ares(self, T, rho, comp, param) |
计算亥姆霍兹能偏离 Ares。 |
compute_gres(self, T, rho, comp, param) |
计算吉布斯自由能偏离 Gres。 |
compute_density(self, T, p, comp, phase, param) |
计算给定温度和压力下的密度 rho。 |
_solve_density(self, rho_low, rho_up, T, p, comp, param) |
使用 Brent 方法求解密度。 |
_solve_multiple_roots(self, x_low, x_up, T, p, comp, param) |
处理具有多个密度根的场景。 |
_global_optimization(self, T, p, comp, param) |
应用全局优化策略以找到真实物理状态的根。 |
compute_molar_density(self, rho_low, T, n, comp, param) |
将初始密度猜测转换为摩尔密度。 |
compute_pressure_residual(self, rho_guess, T, p, comp, param) |
计算密度猜测的压力残差。 |
compute_den_correction(self, rho, polymer_zeroth_mole_frac, mn) |
计算并返回修正后的密度。 |
compute_z_correction(self, z, polymer_first_mole_frac, polymer_zeroth_mole_frac) |
计算并返回修正后的压缩因子。 |
compute_hres_correction(self, hres, mn) |
计算并返回修正后的焓偏离。 |
compute_hig(self, param, T) |
计算给定温度的理想气体焓。 |
compute_hig_mix(self, hig_arr, comp) |
计算混合物的理想气体焓。 |
compute_cpig(self, T, param, flag) |
计算混合物的理想气体定压比热容。 |
compute_Enthalpy(self, hig, hres) |
计算混合物的焓。 |
retrive_param_from_DB(self, CAS, param_name) |
从数据库检索特定参数。 |
compute_glassify_temperature_Askadskii_Matveev(self, param, co_molefrac) |
计算共聚体系的玻璃化温度。 |
compute_solid_density_Askadskii_Matveev(self, param, T, co_molefrac) |
计算固相聚合物密度。 |
compute_solid_heat_capacity_Bicerano(self, param, T, co_molefrac) |
计算固相聚合物的热容。 |
compute_solid_thermal_conductivity_Askadskii_Matveev(self, param, co_molefrac, T) |
计算固相聚合物的热导率。 |
使用git命令下载至本地文件夹
git clone https://github.com/Fresser99/pcsaft.gitfrom typing import NamedTuple
import numpy as np
from pcsaft import *
from param import *
#实例化PCSAFT类
method = PCSAFT()
#实例化参数类
param = Param()
param.m = np.array([1, 2, 3, 4])
param.e = np.array([200, 300, 100, 180])
param.s = np.array([2, 3, 4, 5])
param.k_ij = np.zeros([4, 4])
comp = np.array([0.3, 0.2, 0.1, 0.4])
T = 298.15 #Kelvin
p = 101325 #Pa
#计算摩尔密度
rhotest=method.compute_density(T,p,comp,0,param)
print(rhotest)
#计算压缩因子
ztest=method.compute_z(rhotest,T,comp,param)
print(ztest)from typing import NamedTuple
import numpy as np
from pcsaft import *
from param import *
#实例化PCSAFT类
method = PCSAFT()
#实例化参数类
#注意：这里假定第四个组分为聚合物，则其特征链尺寸参数(m)则应由 r*Mn计算
#其中 r 为 特征链尺寸比，Mn 为该聚合物的数均分子量: Mn=dpn*MW, dpn为数均聚合度
#MW为构成聚合物单体的分子量
param = Param()
#假定聚合物为聚乙烯
dpn=1174.8
MW=28.0538
r=0.04132
param.m = np.array([1, 2, 3, r*dpn*MW])
#其余参数不变
param.e = np.array([200, 300, 100, 180])
param.s = np.array([2, 3, 4, 5])
param.k_ij = np.zeros([4, 4])
comp = np.array([0.3, 0.2, 0.1, 0.4])
#定义以聚合物0阶矩为基准的摩尔分率
comp_0=np.array([0.,0.,0.,0.])
T = 298.15 #Kelvin
p = 101325 #Pa
#计算摩尔密度
rhotest=method.compute_density(T,p,comp,0,param)
#将直接计算得到的摩尔密度和0阶矩摩尔分率以及聚合物的数均聚合度传入
#compute_den_correction
rhomix=method.compute_den_correction(rhotest,comp_0,dpn)
print(rhomix)-
参数：
rho：混合物的密度（注意：该密度因为由compute_density直接计算得到的密度值）T：温度（开尔文）。comp：混合物中组分的摩尔分数（注意：如果体系中包含聚合物组分时，使用的应该为以聚合物0阶矩摩尔量为基准计算的摩尔分率）param：特定于组分的参数，通常包含段数（s）、能量（e）和尺寸参数（m）或（r）。
-
返回： 压缩因子
Z。 -
算法：
- 根据密度和温度计算段直径
d和填充分数zeta。 - 使用硬球方程计算辅助项
g_hs和delta_ghs_rho。 - 确定各种交互参数和平均值。
- 计算硬链贡献（
Zhc）和色散项（Zdisp）。 - 返回压缩因子
Z，它是硬链、色散和理想项的总和。
- 根据密度和温度计算段直径
-
参数：
d：段直径数组。zeta：填充分数数组。
-
返回：
g_hs（硬球径向分布函数）和delta_ghs_rho（g_hs的密度导数）的元组。 -
算法：
- 基于段直径和填充分数计算
g_hs及其导数。
- 基于段直径和填充分数计算
-
参数：
zeta：填充分数数组。
-
返回： 硬球压缩因子
Zhs。 -
算法：
- 使用基于
zeta的解析表达式计算Zhs。
- 使用基于
-
参数：
m_avg：平均段数。
-
返回：
a和b的元组，它们是色散相互作用的系数。 -
算法：
- 使用段数的平均值和预定义的系数数组计算系数
a和b。
- 使用段数的平均值和预定义的系数数组计算系数
-
参数：
eta3：三阶填充分数。a：用于计算的系数数组。b：用于计算的系数数组。
-
返回： 积分项
I2、deltaI1_det和deltaI2_det。 -
算法：
- 使用
eta3、a和b计算色散能量的积分系数。
- 使用
-
参数：
m_avg：平均段数。eta3：三阶填充分数。
-
返回： 元组
C1和C2，它们是色散相关中的附加修正项。 -
算法：
- 使用
m_avg和填充分数计算修正项，以根据流体相和段相互作用调整色散贡献。
- 使用
-
参数：
T：温度（开尔文）。p：压力（帕斯卡）。comp：摩尔分数。phase：相态标志，0 表示液相，1 表示气相。param：相互作用参数。
-
返回： 对应于给定
T和p的密度rho。 -
算法：
- 验证输入并根据相态和可用根选择适当的方法来查找密度。
- 根据确定的根区间，使用
_solve_density、_solve_multiple_roots和_global_optimization等方法获得精确结果。
-
参数：
rho_low：密度下限。rho_up：密度上限。- 其他参数如前所述。
-
返回： 最优密度
rho。 -
算法：
- 在指定的区间内使用 Brent 方法求解密度，其中符号变化表示根。
- 参数： 类似于
_solve_density，但用于多个根区间。 - 返回： 密度
rho。 - 算法：
- 使用进化优化技术处理具有多个密度根的场景，以确定对应于最小吉布斯自由能的物理根。
- 参数： 类似于之前的密度函数。
- 返回： 全局优化的密度。
- 算法：
- 应用全局优化策略以找到可能是感兴趣的真实物理状态的根，当简单的区间方法失败时。
-
参数：
CAS：物质的 CAS 编号。param_name：参数名称。
-
返回： 特定参数的值。
-
算法：
- 从本地数据库文件
db.csv中检索所需参数。
- 从本地数据库文件
-
参数：
rho_low：初始密度估计。
-
返回： 摩尔密度。
-
算法：
- 使用组分属性将初始密度猜测转换为分子数密度。
- 参数：
rho_guess、T、p、comp、param如前所述。 - 返回： 密度猜测的压力残差。
- 算法：
- 计算猜测的密度与预期压力的偏差。
-
参数：
T：温度（开尔文）。rho：密度。comp：组分摩尔分数。param：参数。
-
返回： 焓偏离
hres。 -
算法：
- 计算压缩因子
Z和温度导数dares_dt。 - 使用公式计算焓偏离，考虑温度、压缩因子和参数。
- 计算压缩因子
-
参数：
T：温度（开尔文）。rho：密度。comp：组分摩尔分数。param：参数。
-
返回： 熵偏离
Sres。 -
算法：
- 计算亥姆霍兹能偏离
ares和压缩因子Z。 - 使用公式计算熵偏离，考虑温度、亥姆霍兹能偏离、压缩因子和压力。
- 计算亥姆霍兹能偏离
-
参数：
T：温度（开尔文）。rho：密度。comp：组分摩尔分数。param：参数。
-
返回： 亥姆霍兹能偏离
Ares。 -
算法：
- 计算并返回亥姆霍兹能偏离，考虑温度、密度和组分。
-
参数：
T：温度（开尔文）rho：密度。comp：组分摩尔分数param：参数
-
返回： 吉布斯自由能偏离
Gres -
算法：
- 计算亥姆霍兹能偏离
Ares和熵偏离Sres - 使用公式计算吉布斯自由能偏离，考虑温度、亥姆霍兹能偏离和熵偏离
- 计算亥姆霍兹能偏离
-
参数：
rho：密度polymer_zeroth_mole_frac：聚合物的零阶摩尔分数mn：聚合物的数均分子量
-
返回： 修正后的密度
-
算法：
- 计算并返回修正后的密度，考虑聚合物的摩尔分数和平均分子量
-
参数：
z：压缩因子polymer_first_mole_frac：聚合物的一阶摩尔分数polymer_zeroth_mole_frac：聚合物的零阶摩尔分数
-
返回： 修正后的压缩因子
-
算法：
- 计算并返回修正后的压缩因子，考虑聚合物的摩尔分数
-
参数：
hres：焓偏离。mn：聚合物的数均分子量
-
返回： 修正后的焓偏离
-
算法：
- 计算并返回修正后的焓偏离，考虑聚合物的平均分子量
-
参数：
param：参数对象，包含物质的特性。T：终止温度。
-
返回： 理想气体焓
hig。 -
算法：
- 通过积分方法，计算从 298.15 K 到目标温度
T的理想气体焓。
- 通过积分方法，计算从 298.15 K 到目标温度
-
参数：
hig_arr：理想气体焓数组。comp：混合物组分摩尔分数。
-
返回： 混合物的理想气体焓。
-
算法：
- 对每个组分的焓进行加权平均，获得混合物的理想气体焓。
-
参数：
T：温度。param：参数对象。flag：标志数组，标识组分类型。
-
返回： 理想气体定压比热容
cpig。 -
算法：
- 根据不同温度区间和组分类型，计算各个组分的定压比热容。
-
参数：
hig：理想气体焓。hres：焓偏离。
-
返回： 混合物的焓。
-
算法：
- 合并理想气体焓和焓偏离，生成最终焓值。
-
参数：
param：参数对象。co_molefrac：共聚组成摩尔分率。
-
返回： 玻璃化温度
Tg。 -
算法：
- 计算共聚体系的玻璃化温度，考虑摩尔分数和参数。
-
参数：
param：参数对象。T：温度。co_molefrac：共聚组成摩尔分率
-
返回： 固体密度。
-
算法：
- 计算固体密度，考虑温度、玻璃化温度和摩尔分数。
-
参数：
param：参数对象。T：温度。co_molefrac：共聚组成摩尔分率。
-
返回： 固体热容。
-
算法：
- 计算固体的热容，考虑温度和摩尔分数。
-
参数：
param：参数对象。co_molefrac：共聚组成摩尔分率T：温度。
-
返回： 固体热导率。
-
算法：
- 计算固体的热导率，考虑温度、摩尔分数和参数。