Vývoj algoritmů pro optimalizaci látkových parametrů stavové rovnice PC-SAFT

Pro vylepšený návrh řady technických aplikací od tepelných čerpadel a klimatizací, energetických okruhů, zpracování zemního plynu až po nové technologie pro zachytávání, ukládání a využití CO₂ (CCS/U) je potřeba co možná nejpřesněji znát stavové chování tekutin za různých teplot, tlaků a v případě směsí i za různých složení. Tým Laboratoře termofyzikálních vlastností na Ústavu termomechaniky AV ČR se dlouhodobě věnuje jak experimentálnímu tak teoretickému výzkumu vlastností technicky zajímavých tekutin.

Předmětem studentské práce je vývoj nelineárních algoritmů pro korelaci látkových parametrů stavové rovnice PC-SAFT [1], která poskytuje dobrý popis termofyzikálních vlastností a fázových rovnováh kapalina-pára širokého spektra látek [2-4]. Cílem je ověřit různé přístupy, tak aby byly nalezeny optimální parametry korelované na dostupná experimentální data. V následném kroku lze pak implementovat model pro Helmholtzovu energii ideálního plynu, tak aby bylo možné modelovat i kalorické vlastnosti, např. tepelnou kapacitu při konstantním tlaku.

Součástí práce je seznámení s fyzikálními základy řešené problematiky, se kterým napomohou pracovníci Laboratoře [5]. Vlastní kód stavové rovnice PC-SAFT spolu se vstupními experimentálními daty jsou rovněž k dispozici. Výsledky studentské práce budou využity členy výzkumného týmu při modelování termofyzikálních vlastností tekutin. Zájemce o téma tak bude moci uplatnit své programátorské dovednosti ve vědeckém výzkumu.

• [1] J. Gross and G. Sadowski: Perturbed-chain SAFT: An equation of state based on a perturbation theory for chained molecules, Industrial & Engineering Chemistry Research 40 (2001) 1244-1260.
• [2] V. Vinš, J. Hrubý: Solubility of nitrogen in one-component refrigerants: Prediction by PC-SAFT EoS and a correlation of Henry’s law constants, International Journal of Refrigeration 34 (2011) 2109-2117.
• [3] V. Vinš, J. Hrubý, B. Planková: Surface tension of binary mixtures including polar components modeled by the density gradient theory combined with the PC-SAFT equation of state, International Journal of Thermophysics 34 (2013) 792-812.
• [4] V. Vinš , A. Aminian, D. Celný, M. Součková, J. Klomfar, M. Čenský, O. Prokopová: Surface tension and density of dielectric heat transfer fluids of HFE type-experimental data at 0.1 MPa and modeling with PC-SAFT equation of state and density gradient theory, International Journal of Refrigeration 131 (2021) 956-969.
• [5] Laboratoř termofyzikálních vlastností