ارایه قانون اختلاط جدید برای پیش‌بینی کشش سطحی مخلوط ها

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسنده

اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی شیمی

چکیده

در این مقاله، یک قانون اختلاط جدید برای پیش بینی کشش سطحی مخلوط‌های مایع ارایه شده است. معادله ارایه شده ترکیبی از معادله گیبس ـ ولمر با مدل ضریب فعالیتNRTL می‌باشد. مدل ارایه شده می‌تواند کشش سطحی انواع گوناگونی از محلول‌های آبی و غیرآبی را در بازه‌یگسترده‌ای از غلظت پیشگویی نماید. در این کار برای بررسی توانایی مدل، کشش سطحی چندین سامانه دو جزئی مایع به‌طور آزمایشگاهی با استفاده از دستگاه تانسیومتر مدل Kruss K20 Easy Dyne اندازه گیری شد. همچنین از داده‌های آزمایشگاهی موجود در مقاله‌ ها نیز برای ارزیابی قابلیت مدل، استفاده شد. نتیجه ‌ها نشان دادند که مدل ارایه شده با دقت قابل قبولی می‌ تواند داده‌های آزمایشگاهی مربوط به انواع محلول‌ها را در بازه‌‌ی گسترده‌ای از غلظت اجزا پوشش دهد. به‌ طوری کهپیش بینی داده‌های مربوط به محلول‌های غیر آبی از دقت بالایی برخوردار بوده و خطای متوسط مطلق برای بیشتر این سامانه‌ ها کمتر از 1 درصد به دست آمد. برای سامانه‌ های آبیبا درجه غیر ایده آلیزیاد، انحراف از داده‌ های آزمایشگاهی نسبت به دیگرسامانه‌ ها بیشتر بوده است (بیشینه 10 درصد). علت این خطا وجود مولکول ‌هایی با پیوند هیدروژنی قوی است که یکسامانه غیرایده‌آل پیچیده  تشکیل می‌دهند و حتی به‌کارگیری مدل ضریبفعالیت دقیق نمی ‌تواند از ایجاد این خطا جلوگیری کند. با این حال می‌توان پیش بینی مدل حاضر را رضایت‌ بخش و قابل قبول توصیف نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] White F., "Fluid Mechanics", 5th Ed., McGraw-Hill Higher Education, (2003).

[2] Reid R.C., Prausnitz J.M., Poling, 5th Ed.,"The Properties of Gases and Liquids", McGraw-Hill,Chemical Engineering Series, (2001).

[3] امانی، حسین؛ تولید بیوسورفکتنت های رامنولیپید به منظور کاربرد در فرایند ازدیاد برداشت نفت، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)32: 73 تا 83 (1392).

[4] Connors K.A., Wright J.L., Dependence of Surface Tension on Composition of Binary Aqueous-Organic Solutions,Annual Chemistry, 61: 194–198 (1989).

[5]Vazquez G., Alvarez E., Navaza J.M., Surface Tension of Alcohol + Water from 20 to 50 °C, Journal of Chemical  Engineering Data, 40: 611–614 (1995).

[6]Azizian S., Hemmati M., Surface Tension of Binary Mixtures of Ethanol + Ethylene Glycol from 20 to 50°C,Journal of Chemical  Engineering Data, 48: 662–663 (2003).

[7]Rafati A.A., Ghasemian E., Abdolmaleki M., Surface Properties of Binary Mixtures of Ethylene Glycol with a Series of Aliphatic Alcohols (1-Pentanol, 1-Hexanol, and 1-Heptanol), Journal of Chemical  Engineering Data, 53:1944–1949 (2008).

[8] Tropea C., Yarin, A.L., Foss John F., "Handbook of Experimental Fluid Mechanics", Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, (2007).

[9] Li C., Wang W., A Surface Tension Model for Liquid Mixtures Based on NRTL Equation,Chinese Journal of Chemical Engineering, 9(1): 45-50 (2001).

[10] Brocos P., Pineiro A., Amigo A., Gracia-Fadrique J.,A Proposal for the Estimation of Binary Mixture Activity Coefficients from Surface Tension Measurements Throughout the Entire Concentration Range, Fluid Phase Equilibria, 260: 343-353 (2007).

[11] Prausnitz J.M., Lichtenthaler R.N., Edmundo Gomes de Azevedo, "Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria" 3rd Ed., Prentice-Hall, Inc. New Jersy (2007).

[12] Penas A., Calvo E., Pintos M., Amigo A., Bravo R., Refractive Indices and Surface Tensions of Binary Mixtures of 1,4-Dioxane Plus n-Alkanes at 298.15 K, Journal of Chemical and Engineering Data, 45(4): 70- (2000).