Sin ttulo de diapositiva

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ECUACIONES DE ESTADO
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ECUACIONES DE ESTADO OBJETIVO
RELACIONAR MEDIANTE UNA EXPRESION ANALITICA LOS
VALORES P-V-T DE UN FLUIDO
DETERMINAR LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
LIQUIDO-VAPOR PARA LOS CALCULOS DE COMPORTAMIENTO
DE FASES
DETERMINAR LOS VALORES DE ENTALPIA (H), Y
ENTROPIA (S) PARA EL CALCULO DE TRABAJO,
POTENCIA, Y CALOR, DE ACUERDO CON LOS PRINCIPIOS
TERMODINAMICOS
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ECUACIONES DE ESTADO TIPOS
Gas ideal
ECUACIONES SIMPLIFICADAS
VdW
RK
ECUACIONES CUBICAS
SRK
PR
BWR
ECUACIONES VIRIALES
BWRS
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ECUACION DE GAS IDEAL
v volumen molar m masa PM Peso molecular ?
Densidad
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ECUACION DE GAS IDEAL
EL VOLUMEN OCUPADO POR UNA LB-MOL DE GAS A
CONDICIONES ESTANDAR ES
1 lb-mol 379,56 pie3 estándar
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ECUACION DE GAS IDEAL
LOS FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO IDEAL
SON

• DISTANCIA ENTRE MOLECULAS
• NATURALEZA DE LAS FUERZAS ATRACTIVAS Y REPULSIVAS
• CANTIDAD RELATIVA DE CADA ESPECIE

• PRESION
• TEMPERATURA
• TAMAÑO Y FORMA DE LAS MOLECULAS

COMO REGLA GENERAL, SUFICIENTE PARA GASES A
PRESION MENOR DE 60 PSI (400 kPa)
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ECUACION DE GAS REAL
Z Factor de compresibilidad
Para componente puro
A P y T, z ES DIFERENTE PARA CADA SUSTANCIA
... SUSTANCIAS DIFERENTES IGUALMENTE DESVIADAS
DE SUS PROPIEDADES CRITICAS SE ENCUENTRAN
IGUALMENTE DESVIADAS DE SU ESTADO IDEAL
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LEY DE ESTADOS CORRESPONDIENTES

• OBSERVACION
• LAS PROPIEDADES INTENSIVAS
• DENSIDAD
• VISCOSIDAD,
• PRESION DE VAPOR
• SE CORRELACION CON LAS PROPIEDADES CRITICAS

Fuente JMC Campbell, Gas Conditioning and
Processing, Vol I, pag 49
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ECUACION DE GAS REAL
Fuente Ingeniería Energética, Universidad de
Cantabria, Pedro Fernández Diez, Pág. II-22
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ECUACION DE VAN DER WALLS
VAN der Wals (1883) DERIVO UNA ECUACION CAPAZ DE
DESCRIBIR LA CONTINUIDAD ENTRE LAS FASES LIQUIDAS
Y VAPOR
Van der Waals On the Continuity of the Liquid
and Gaseous State, 1873
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ECUACION DE VAN DER WALLS
Y COMO SE DETERMINAN a y b
P
Isoterma critica
v
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ECUACION DE VAN DER WALLS
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ECUACION DE VAN DER WALLS
P
Punto crítico
Sin significado físico
r3
r1
r2
v
zg, vg
zl, vl
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ECUACIONES CUBICAS

• VAN der WALLS
• REDLICH-KWONG
• (SOAVE)- REDLICH-KWONG (y modificaciones)
• PENG-ROBINSON (y modificaciones)
• HEYEN
• KUBIC
• PATEL-TEJA (y modificaciones)
• SCHMIDT AND WENZEL
• YU-LU

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ECUACION DE REDLICH-KWONG
R y K (1948) MODIFICARON EL TERMINO ATRACTIVO
(a/v2). PRIMERA ECUACION CUBICA CON APLICACIÓN
INDUSTRIAL
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TERCER PARAMETRO W

• PITZER OBSERVO QUE EN LA CURVA DE Pv PARA
  MOLECULAS ESFERICAS Pr0,1 _at_ Tr0,7 AUN CON Pc,
  Tc MUY DIFERENTES (FLUIDOS SIMPLES)

w Factor acentrico Pv Presión de vapor a 0,7 Pc
(psia) Pc Presión critica de la sustancia (psia)

• WILSON INTRODUJO TERCER PARAMETRO

Edminster, 1958
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ECUACION DE SOAVE-REDLICH-KWONG
SOAVE (1972) MODIFICO LA ECUACION RK PARA MEJORAR
LA PREDICCION DE LA PRESION DE VAPOR EN FLUIDOS
PUROS
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ECUACION DE PENG-ROBINSON
P-R (1979) ESTUDIARON SRK PARA PREDECIR ?l Y LO
MEJORARON PARTICULARMENTE CERCA DEL PTO CRITICO.
Diferente a SRK
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ECUACION CUBICA GENERALIZADA
SCHMIDT AND WENZEL (1980) DEMOSTRARON QUE TODAS
LAS ECUACIONES DE ESTADO (CUBICAS) PUEDEN SER
EXPRESADAS COMO
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ECUACIONES CUBICAS REGLAS DE MEZCLADO
PARA TRABAJAR CON MEZCLAS DE GASES, SE DEDBEN
DESARROLLAR REGLAS DE MEZCLADO
VdW y RK
SRK y PR
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ECUACIONES VIRIALES
CON BASE EN TERMODINAMICA ESTADISTICA, TIENE BASE
TEORICA, PERO DIFICIL APLICACION INDUSTRIAL
BENEDICT-WEBB-RUBIN-STARLING (BWRS) MÁS COMPLETA
A LA SRK Y PR, LIMITADA EN LOS COMPONENTES
MANEJA C1-C11, C2, CO2 , H2S Y N2 MÁS LENTA QUE
SRK Y PR. MEJORES RESULTADOS EN LA DETERMINACIÓN
DE LAS DENSIDADES DE GAS.
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ECUACION DE BENEDICT-WEBB-RUBIN-STARLING
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ECUACIONES DE ESTADO APLICACION