Evaluación de una ecuación de estado quíntica para determinar propiedades termodinámicas de sustancias puras

Abstract

Se revisa y evalúa la ecuación de estado quíntica propuesta por Koziol (Koziol, 2008). Se implementa el método de Bairstow para hallar numéricamente todas las raíces del factor de compresibilidad. El artículo original no presenta un método para identificar las raíces correspondientes al líquido y al vapor. Se propone un procedimiento con base en el cálculo del coeficiente de fugacidad de cada una de las fases para identificar las raíces correspondientes al líquido y al vapor. Se desarrolla un complemento de EXCEL que permite calcular el coeficiente de fugacidad, el factor de compresibilidad y la presión de vapor a partir de los parámetros de la ecuación y las variables apropiadas. Los resultados obtenidos para diversas sustancias muestran un ajuste aceptable similar al de ecuaciones cúbicas de estado populares. Se demuestra que dichos resultados discretos se deben a la manera en que se determinan los parámetros de la ecuación. Se plantea una nueva manera para determinar dichos parámetros.

A quintic equation of state proposed by Koziol (Koziol, 2008), is reviewed and evaluated. The Bairstow's numerical method is used to find the roots of the compressibility factor. In the original paper, a method to identify the stables roots for the liquid and vapor is not evaluated. The calculation of fugacity coefficient for each phase is proposed as a methodology to identify the stable roots in the liquid and in the vapor state. An Excel add-in is developed and used to calculate the fugacity coefficient, the compressibility factor and vapor pressure of pure substances by the parameters and variables of the equation. The results obtained for different substances show an acceptable fit, similar to the popular cubic equations of state. The method for calculate the parameters of equation of state is the responsible for the poor values obtained. A new way to determine these parameters is proposed.