CONSTRUÇÃO COMPUTACIONAL DO GRÁFICO DO FATOR DE COMPRESSIBILIDADE PELA EQUAÇÃO DE BENEDICT-WEBB-RUBIN

Páginas: 20 (4784 palavras) Publicado: 3 de maio de 2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
BACHARELADO EM CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
ÊNFASE: TECNOLOGIA MECÂNICA

CONSTRUÇÃO COMPUTACIONAL DO GRÁFICO DO FATOR DE
COMPRESSIBILIDADE PELA EQUAÇÃO DE BENEDICT-WEBB-RUBIN

Natal / RN
Abril de 2015

Antônio Adalberto
Artur Wyvis
Daniel Mousinho
Gabriela Gonçalves
Rayla Dantas

CONSTRUÇÃO COMPUTACIONAL DO GRÁFICO DO FATORDE
COMPRESSIBILIDADE PELA EQUAÇÃO DE BENEDICT-WEBB-RUBIN

Componente curricular: Sistemas Térmicos I
Docente: Prof. Dr. Gabriel Ivan Medina Tapia
Semestre: 2015.1
Turma: 01

Natal / RN
Abril de 2015

Resumo
Gás ideal é a idealização de comportamento de um gás, no qual obedece a equação
de estado dos gases ideais. Nesse trabalho será desenvolvida uma equação de estado
para gases reais – gases queem algumas temperaturas e pressões possuem um
desvio de comportamento de um gás ideal. A equação de estado de Benedict-WebbRubin é a principal equação a ser utilizada nesse trabalho, e será resolvida com o
auxílio do programa computacional EES. Através da implementação da equação no
programa, serão plotados os pontos do fator de compressibilidade (Z) em função da
pressão reduzida (PR ), para cadatemperatura reduzida (TR ). As substâncias em forma
de gás utilizadas serão n-Butano (C4 H10 ), Dióxido de carbono (CO2 ), Monóxido de
carbono (CO), Metano (CH4 ) e o Nitrogênio (N2 ); as temperaturas reduzidas são 1,0;
1,2; 1,3; 1,5 e 2,0; com a pressão reduzida variando de 0 a 7. Com o passo de 0,2,
serão geradas cinco curvas (uma para cada temperatura reduzida), em que cada curva
será do fatorde compressibilidade em função da pressão reduzida. A partir desses
gráficos, ficará visível quais são as vantagens da produção por esse método e quais as
conclusões são possíveis tirar a partir dele.

Palavras-chaves: Fator de compressibilidade, Gás ideal, Equação de Benedict-WebbRubin.

Lista de abreviaturas e siglas
BW R

Benedict-Webb-Rubin

EES

Engineering Equation Solver

Z

Fator decompressibilidade

P

Pressão

T

Temperatura

v

Volume específico

ν¯

Volume específico molar

Ru

Constante universal dos gases

PR

Pressão reduzida

TR

Temperatura reduzida

Pc

Pressão crítica

Tc

Temperatura crítica

α, γ

Constantes

a, b, c

Constantes

A0 , B0 , C0

Constantes

Sumário
1
1.1
1.1.1
1.2

INTRODUÇÃO . . .
Objetivo . . . . . . .
Objetivos Específicos
Metodologia . . . . ..
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6
7
7
7

2

PROCEDIMENTO COMPUTACIONAL . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3

RESULTADOS E DISCUSSÕES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

4CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

APÊNDICE A – TABELAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

APÊNDICE B – CÓDIGO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

6

1 Introdução
Gás ideal é a idealização do comportamento de um gás, que possui as suas
moléculassuficientemente espaçadas de maneira que elas não interagem. Esse gás
obedece a uma equação de estado chamada de Relação do Gás Ideal, que define
uma análise simplificada a partir de um modelo. Uma equação de estado é definida
como qualquer expressão que relacione basicamente as três seguintes propriedades:
pressão, temperatura e volume específico. A mais conhecida é a expressão destacada
pela equação(1.1).

P v = RT

(1.1)

Entretanto, quando um gás se aproxima de sua região de saturação e do ponto
crítico, há um desvio de comportamento; esse desvio pode ser calculado com um fator
de correção, chamado de Fator de Compressibilidade (Z).
Pv
(1.2)
RT
P ν¯
Z=
(1.3)
Ru T
As equações (1.2) e (1.3) possuem equivalência, já que temos a relação entre a
constante dos gases ideais (Ru ) e a constante de...
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