Termodinamica

3.13 gas propano es comprimido irreversiblemente de [pic 1] y [pic 2] a [pic 3] y [pic 4] por un compresor adiabático en una planta petroquímica. Calcular el trabajo de entrada por mol de propano que pasa a través del compresor si:

(a) El propano obedece la ecuación de estado de Redlich Kwong.

(b) El propano obedece la ecuación de estado de Peng Robinson.

Solución:

[pic 5] ,         [pic 6],          [pic 7] 

[pic 8] 

Sistema: Compresor

Este es un proceso de flujo en estado estacionario y de la primera ley

        [pic 9] 

Por lo tanto, la entrada de trabajo al compresor es igual a la variación de entalpia. La determinación de la entalpia a la entrada del compresor (estado 1) y a la salida (estado 2) requiere que los valores de temperatura y presión reducida sean conocidos:

El cambio de entalpia está dado por la ecuación para el caso de la EOS RK:

[pic 12] 

Donde los parámetros A y B están dados por:

EOS RK:                [pic 13]        [pic 14] 

EOS PR:                [pic 15]        [pic 16]

[pic 17] 

[pic 18] 

También se requiere evaluar [pic 19], a partir de:

        [pic 20] 

Dónde: [pic 21] para las ecuaciones de estado citadas son:

EOS RK:                [pic 22]         [pic 23]         [pic 24] 

EOS PR:                [pic 25]        [pic 26]        [pic 27]

Por lo tanto:

1. EOS RK

Estado 1: [pic 28] 

Los parámetros adimensionales son calculados como:

        [pic 29] 

        [pic 30] 

La ecuación cubica para [pic 31], toma la forma:

        [pic 32] 

Por otra parte:

[pic 33] 

                [pic 34] 

...