采用CHEMCAD回歸物性公式參數(shù)

*任務6采用CHEMCAD回歸物性公式參數(shù)知識目標：理解實驗測量的物性數(shù)據與物性公式之間的曲線擬合關系，了解CHEMCAD的DIPPR數(shù)據庫中物性數(shù)據公式類型。技能目標：采用CHEMCAD創(chuàng)建自定義組分，根據實驗數(shù)據回歸飽和蒸汽壓公式參數(shù)，回歸理想氣體熱容公式中參數(shù)以及其它物性數(shù)據公式的參數(shù)。作出實驗數(shù)據、公式計算值的數(shù)據對比圖。CHEMCAD提供的DIPPR（美國物性數(shù)據研究院）物性數(shù)據庫中，數(shù)據都是灰色的，不讓用戶修改。一方面客觀世界的物質種類要遠遠大于DIPPR物性數(shù)據庫所提供的物質種類，另一方面，物性數(shù)據測量精度的提高，測量的溫度范圍變寬，或者需要使用用戶自己的測量數(shù)據，都需要用戶能在數(shù)據庫中建立自己的組分物性數(shù)據。CHEMCAD提供了用戶創(chuàng)建自己組分的功能。CHEMCAD提供了三種創(chuàng)建自定義組分的命令：①“創(chuàng)建新的組分”菜單命令：一般用于創(chuàng)建數(shù)據庫中沒有的組分，軟件會根據分子結構來估算出它的各種物性；②“復制組分”菜單命令：一般是先將數(shù)據庫中的組分信息復制過來，然后對個別數(shù)據進行修改；③“導入自定義組分物性數(shù)據文件”菜單命令：按照CHEMCAD提供的文件格式把某些組分的物性數(shù)據寫好，然后導入該文件。自定義組分在CHEMCAD數(shù)據庫中的順序號從8001開始編號。本次任務的重點是介紹第二種命令，再通過實驗數(shù)據回歸更新物性公式中的參數(shù)。例1-6-1通過復制丙烯組分來創(chuàng)建自定義組分，并用中文名稱命名。已知丙烯的飽和蒸汽壓測量數(shù)據如表1-6-1：表1-6-1丙烯的飽和蒸汽壓測量數(shù)據表溫度K72.9598.49124.02149.55175.08壓力Pa5.65287E-080.01786529.38589394.6344732.94溫度K200.62226.15251.68277.22302.75壓力Pa27864.41047912933096679451.30922E+06理想氣體熱容測量數(shù)據如表1-6-2：表1-6-2丙烯的理想氣體熱容測量數(shù)據表溫度K72.9598.49124.02149.55175.08200.62226.15熱容J(kmol-K)36550.738644.141072.543961.446892.150241.653591溫度K251.68277.22302.7555075010501250熱容J(kmol-K)57359.161127.264895.3102577125185146957159098用表1-6-1和表1-6-2中的實驗數(shù)據回歸蒸汽壓方程和熱容方程中的參數(shù)，并替換CHEMCAD中該組分原有公式參數(shù)。解：具體的解題步驟如下：（1）啟動CHEMCAD，建立新文件，命名為“自定義丙烯組分”；（2）選擇單位制：點擊菜單按鈕“格式及單位制”，在其下拉菜單中選擇“工程單位…”命令，如圖1-6-1所示；圖1-6-1“工程單位…”菜單命令（3）根據題目要求，單位選擇國際單位（SI），如圖1-6-2所示；圖1-6-2單位的選擇：溫度/K，壓力/Pa，熱容/[J/(kmol-K)]（4）復制組分：點擊菜單按鈕“熱力學及物化性質”，選擇“組分數(shù)據庫”的子菜單命令“復制組分”，如圖1-6-3所示；圖1-6-3子菜單命令“復制組分”（5）彈出“選擇一個組分”窗口，在“查詢”文本框中輸入“C3H6”，數(shù)據庫中序號為“23”的這一行變成灰色，點擊確定，如圖1-6-4所示；圖1-6-4丙烯在“選擇一個組分”窗口中的查詢（6）彈出“選擇目標數(shù)據庫”窗口，將自定義組分加入到用戶組分數(shù)據庫中，點擊確定，如圖1-6-5所示；圖1-6-5“選擇目標數(shù)據庫”窗口（7）CHEMCAD彈出消息框，提示用戶已經克隆了丙烯，點擊確定。（8）修改編輯自定義組分。點擊“熱力學及物化性質”菜單按鈕，選擇“組分數(shù)據庫”的子菜單命令“查看/編輯組分…”，如圖1-6-6所示；圖1-6-6子菜單命令“查看/編輯組分…”（9）彈出“選擇一個組分”窗口，將“有效的組分數(shù)據庫：”文本框中的滾動條拉動最后，可以看到自定義組分“ClonePropylene”和“Propylene”，代表了同一個自定義組分的不同名稱，在數(shù)據庫中順序號相同。選擇“ClonePropylene”，點擊確定，如圖1-6-7所示。圖1-6-7選擇自定義組分“ClonePropylene”（10）彈出“查看/編輯組分物性數(shù)據”窗口，窗口排列了“退出”、“選擇另一個組分”等按鈕；如圖1-6-8所示；（11）點擊“別名”按鈕，將別名1改為“丙烯”，將別名2中“Propylene”刪除，如圖1-6-9所示；這樣，數(shù)據庫就會顯示中文名稱“丙烯”。圖1-6-8“查看/編輯組分物性數(shù)據”窗口圖1-6-9將別名1改為“丙烯”并刪除別名2（12）下面操作將有關熱容和蒸汽壓方程系數(shù)都刪除。點擊“所需的最少數(shù)據”按鈕，將理想氣體熱容多項式系數(shù)刪除；點擊“熱容”按鈕，將理想氣體熱容庫方程的所有信息刪除；點擊“蒸汽壓和蒸發(fā)熱”按鈕，將蒸汽壓庫方程的所有信息刪除；點擊“其它物性數(shù)據”按鈕，將“非庫數(shù)據方程”中安托尼蒸汽壓庫方程的所有信息刪除；之后，退出“查看/編輯組分物性數(shù)據”窗口。（13）CHEMCAD提示用戶是否把這些修改信息應用于當前模擬，點擊確定。如果用戶另有現(xiàn)成的庫方程系數(shù)，可以在步驟12直接修改原數(shù)據即可。（14）下面是回歸數(shù)據方程系數(shù)。點擊“熱力學及物化性質”菜單按鈕，選擇“組分數(shù)據庫”的子菜單命令“自定義組分的物化數(shù)據回歸”，如圖1-6-10所示；圖1-6-10子菜單命令“自定義組分的物化數(shù)據回歸”（15）彈出“自定義組分物性數(shù)據回歸”按鈕命令窗口，如圖1-6-11所示；（16）首先進行蒸汽壓的安托尼方程系數(shù)的回歸。點擊“蒸汽壓的安托尼方程”按鈕，彈出“選擇一個組分”窗口，在這個窗口中列出了自定義組分，選擇“丙烯”即可，點擊確定。（17）彈出安托尼方程系數(shù)取值范圍的設定，采用默認值，點擊OK；彈出“飽和蒸汽壓數(shù)據”窗口，填上題目所給數(shù)據，如圖1-6-12所示；圖1-6-11“自定義組分物性數(shù)據回歸”按鈕命令窗口圖1-6-12“飽和蒸汽壓數(shù)據”窗口（18）點擊圖1-6-12窗口中的確定，計算完成，給出報告并給出實驗數(shù)據與計算數(shù)據的對比圖，見圖1-6-13。CHEMCAD提示用戶是否更新數(shù)據庫中的數(shù)據，點擊確定。圖1-6-13蒸汽壓實驗數(shù)據與計算數(shù)據的對比圖（19）重復步驟14~18，可以將蒸汽壓的數(shù)據庫方程、理想氣體熱容多項式、理想氣體熱容數(shù)據庫方程的系數(shù)都回歸出來。