[发明专利]一种二元汽液相平衡预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种二元汽液相平衡预测方法及装置，该方法包括：将待预测气体分子分解为若干个基团；计算每个所述基团占所述待预测气体分子的比例参数；根据所述比例参数，计算得到二元交互作用参数；根据所述二元交互作用参数，建立二元相图，并根据所述二元相图，预测气液相平衡状态。采用本发明实施例，通过分解气体分子得到基团，并根据基团的比例参数建立二元交互作用参数，避免了大量的实验耗费的人力、物力和时间来建立二元交互作用参数，减少了分析气液相平衡的计算量；此外，通过二元交互作用参数，可以较为准确地确定气液相平衡，通过分析二元相图进行预测，提高了准确性。

技术领域

本发明涉及相平衡测试技术领域，尤其涉及一种二元汽液相平衡预测方法及装置。

背景技术

由于环境因素的限制，制冷系统中对制冷剂的要求越来越高，其中，气液相平衡数据用于判断二元气体的气液相平衡性质，以反映了工质的压力、温度、组元浓度间的关系。由于使用制冷剂的系统的性能高度依赖于工作流体的选择且设计ORC(Organic RankineCyc l e，有机朗肯循环)和HP(Heat Pump，热泵)系统需要了解工作流体的热物理特性，预测结果可用于指导系统如何选择工作流体及如何设计系统。气液相平衡数据对于制冷剂的工程应用和设计意义重大，是热力学中不可或缺的组成部分，因此获得这些物性数据对指导热泵、制冷系统运行和设计提供基础资料。目前，实验测量仍然是国内外获得气液相平衡数据的主要方法，但气液相平衡的测量需要消耗大量的人力、物力和时间。同时新的化学品更新速度越来越快，化工领域中混合物的数量数以万计，不可能始终为每种混合物提供实验数据，实验数据远远不能满足工程应用的需要。现有技术为解决这一问题，主要采用分子动力学和蒙特卡洛(Monte Car lo)模拟，通过研究体系的微观性质而得到体系的宏观热力学性质的计算机分子模拟法，通常需要建立准确的分子力场并结合某些假设条件来简化计算模型。但分子模型的缺点是高度依赖分子力场，计算量大，对于复杂的混合体系准确性较差。

发明内容

本发明提供了一种二元汽液相平衡预测方法及装置，以解决现有技术在分析汽液相平衡时计算量大、准确性较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种二元汽液相平衡预测方法，包括：

将待预测气体分子分解为若干个基团；

计算每个所述基团占所述待预测气体分子的比例参数；

根据所述比例参数，计算得到二元交互作用参数；

根据所述二元交互作用参数，建立二元相图，并根据所述二元相图，预测气液相平衡状态。

本发明通过分解气体分子得到基团，并根据基团的比例参数建立二元交互作用参数，避免了使用较多的实验数据建立二元交互作用参数，减少了分析气液相平衡的计算量；此外，通过二元交互作用参数，可以较为准确地确定气液相平衡，通过分析二元相图进行预测，提高了准确性。

进一步地，所述将待预测气体分子分解为若干个基团，具体为：

根据基团贡献法气体分子结构的基团划分原则，将所述待预测气体分子分解为若干个基团。

进一步地，所述计算每个所述基团占所述待预测气体分子的比例参数，具体为：

其中，所述比例参数为α参数；

计算每个所述基团占所述待预测气体分子的α参数；其中，0≤所述α参数的取值≤1，且待预测气体分子的所述若干个基团的α参数之和为1。

本发明根据基团划分原则，对待预测气体分子划分为不同基团后，通过获取基团的α参数得到基团占待预测气体分子的比例，用于二元交互作用参数的建立并减少其他实验参数的使用，降低分析的计算量。

进一步地，所述根据所述比例参数，计算得到二元交互作用参数，具体为：