Modelo Generalizado para Representar la Viscosidad Dinámica de Mezclas Binarias de Fluidos Newtonianos de n-Alcanos utilizando el Concepto de Solución Regular
Resumo
Resumen—El propósito de este trabajo es desarrollar un modelo que permita estimar la viscosidad dinámica de mezclas binarias de fluidos Newtonianos utilizando el concepto de solución ideal y regular de Grunberg-Nissan y Scatchard-Hildebrand. El modelo tiene un parámetro de interacción binaria que debe ser determinado utilizando datos experimentales. En total, se evalúan 18 mezclas de alcanos en fase líquida que corresponden a 228 datos experimentales recopilados de diferentes trabajos de la literatura. La desviación absoluta relativa promedio sin el parámetro de interacción binaria es de 3.17 %, mientras que, al estimar el parámetro de interacción para cada mezcla, la desviación se reduce a 1.02 %. Además, el parámetro de interacción se generaliza utilizando una ecuación simple y presenta una desviación de 1.37 %.
Palabras clave— viscosidad, mezclas, alcanos, solución regular, fluidos Newtonianos.
Referências
B.E. Poling, J.M. Prausnitz, and J.P. O’Connell, Properties of gases
and liquids, 5a ed. Nueva York: McGraw-Hill Education, 2001, pp. 9.1-
97.
M. Bonyadi and M. Rostami, “A new viscosity model based on Soave-
Redlich-Kwong equation of state,” Fluid Phase Equilibr., vol. 451, pp.
-47, nov., 2017.
L.F. Cardona, “Calculation of the viscosity of hydrocarbons based on
the cubic equation of state of Jarrahian-Heidaryan,” Rev. Mex. Ing.
Quím., vol. 15, no. 3, pp. 1019-1025, sept., 2016.
X. Liu, C. Zhu, M. He, and Y. Zhang, “Correlation for viscosities of
pure liquids at high pressures,” J. Mol. Liq., vol. 231, pp. 404-410, apr.,
J. O. Valderrama, L. F. Cardona, and R.E. Rojas, “Correlation and
prediction of ionic liquid viscosity using Valderrama-Patel-Teja cubic
equation of state and the geometric similitude concept. Part I: pure ionic
liquids,” Fluid Phase Equilibr., vol. 497, pp. 164-177, oct., 2019.
M. A. Satyro, and H. W. Yarranton, “Expanded fluid-based viscosity
correlation for hydrocarbons using an equation of state,” Fluid Phase
Equilibr., vol. 298, no. 1, pp. 1-11, nov., 2010.
L.F. Cardona, L. A. Forero, and J. A. Velásquez, “Modelamiento de la
Viscosidad con Base en una Ecuación Cúbica μTP del Tipo Peng-
Robinson,” Inf. Tecnol., vol. 30, no. 4, pp. 259-272, aug., 2019.
L. T. Novak, “Fluid viscosity-residual entropy correlation,” Int. J.
Chem. React. Eng., vol. 9, no. 1, pp. 1-27, nov., 2011.
H. Matsuda, K. Tochigi, K. Kurihara, T. Funazukuri, and V. K. Rattan,
“Estimation of kinematic viscosities for multi-component systems using
modified Eyring and activity coefficient model,” Fluid Phase Equilibr.,
vol. 492, pp. 137-144, jul., 2019.
S.E. Quiñones-Cisneros, C.K. Zeberg-Mikkelsen, and E.H. Stenby,
“The friction theory (f-theory) for viscosity modeling,” Fluid Phase
Equilibr., vol. 169, pp. 249–276, mar. 2000.
H.W. Yarranton, and M.A. Satyro, “Expanded Fluid-Based Viscosity
Correlation for Hydrocarbons,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 48, pp.
–3648, mar., 2009.
I.V Derevich, “Thermodynamic model of viscosity of hydrocarbons and
their mixtures,” Int. J. Heat Mass Transf., vol. 53, pp. 3823–3830, sept.,
F. Llovell, R.M. Marcos, and L.F. Vega, “Free-Volume Theory
Coupled with Soft-SAFT for Viscosity Calculations: Comparison with
Molecular Simulation and Experimental Data,” J. Phys. Chem. B., vol.
, pp. 8159-8171, jun., 2013.
S.M. Walas, Phase Equilibria in Chemical Engineering, Butterworth-
Heinemann, Boston, 1985, pp. 152-165.
L. Grunberg, A.H. Nissan, “Mixture law for viscosity,” Nature, vol.
, pp. 799-800, nov., 1949.
S.L. Oswal, H.S. Desai, “Studies of viscosity and excess molar volume
of binary mixtures: 1. Propylamine+ 1-alkanol mixtures at 303.15 and
15 K,” Fluid Phase Equilibr., vol. 149, 359-376, aug., 1998.
B. Zhmud, “Viscosity blending equations,” Lube Mag, vol. 121, pp. 2-
, jun., 2014.
P. Bustamante, J. Navarro-Lupión, B. Escalera, “A new method to
determine the partial solubility parameters of polymers from intrinsic
viscosity,” Eur. J. Pharm. Sci., vol. 24, pp. 229-237, feb., 2014.
P. Weerachanchai, Y. Wong, K.H. Lim, T. T. Y. Tan, J. M. Lee,
“Determination of solubility parameters of ionic liquids and ionic
liquid/solvent mixtures from intrinsic viscosity,” Chem. Phys. Chem.,
vol. 15, pp. 3580-3591, aug., 2014.
J.O. Valderrama, N.A. González, and V.H. Alvarez, “Gas−Solid
Equilibrium in Mixtures Containing Supercritical CO2 Using a
Modified Regular Solution Model,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 42, pp.
–3864, jul., 2003.
T.E. Daubert, “Evaluated equation forms for correlating thermodynamic
and transport properties with temperature,”. Ind. Eng. Chem. Res., vol.
, no. 8, pp. 3260-3267, jun., 1998
L.A Forero, J.A. Velásquez, “Representación Simultánea del Equilibrio
Líquido-Vapor, el Volumen Molar y la Entalpía de Exceso de Mezclas
Complejas mediante una Ecuación de Estado tipo Peng-Robinson,” Inf.
Tecnol., vol. 30, no. 6, pp. 21-34, dic., 2019.
Z. Z. Benabithe, D. Vanegas, J. C. R. Montoya, and J. A. Velásquez,
“Caso de estudio de la destilación etanol-agua en operación continua y
discontinua y su simulación con ecuaciones cúbicas de estado y
modelos de actividad,” TecnoLógicas, vol. 23, no. 49, pp. 223-249,
sep., 2020.
M. Joshipura, N. Shah, and S. Dabke, “New generalization of cohesion
factor model for polar compounds: Peng-Robinson equation of state,”
Phys. Chem. Res., vol. 8, no. 2, pp. 355-364, jun., 2020.
D.S. Viswanath, T. K. Ghosh, D. H., Prasad, N. V., Dutt, and K. Y.
Rani, “Correlations and estimation of pure liquid viscosity” in Viscosity
of Liquids. Dordrecht: Springer, 2007, pp. 135-405.
M.A. Barrufet, K.R. Hall, A. Estrada-Baltazar, and G.A. Iglesias-Silva,
“Liquid Viscosity of Octane and Pentane + Octane Mixtures from
15 K to 373.15 K up to 25 MPa,” J. Chem. Eng. Data, vol. 44, pp.
-1314, oct., 1999.
A. Estrada-Baltazar, G.A. Iglesias-Silva, and M.A. Barrufet, “Liquid
Viscosities of Pentane and Pentane + Decane from 298.15 K to 373.15
K and up to 25 MPa,” J. Chem. Eng. Data, vol. 43 pp. 601-604, jun.,
M.J. Assael, E. Charitidou, J.H. Dymond, and M. Papadaki, “Viscosity
and thermal conductivity of binary n-heptane + n-alkane mixtures,” Int.
J. Thermophys., vol. 13, pp. 237-249, mar. 1992.
J.L.E. Chevalier, P.J. Petrino, and Y.H. Gaston-Bonhomme, “Viscosity
and density of some aliphatic, cyclic, and aromatic hydrocarbons binary
liquid mixtures,” J. Chem. Eng. Data, vol. 35, pp. 206-212, apr., 1990.
I.M. Abdulagatov, and N.D. Azizov, “(p,ρ,T,x) and viscosity
measurements of {x1n-heptane + (1 − x1)n-octane} mixtures at high
temperatures and high pressures,” J. Chem. Thermodyn., vol. 38, pp.
-1415, nov., 2006.
M.J. Assael, J.H. Dymond, and M. Papadaki, “Viscosity coefficients of
binary n-heptane+n-alkane mixtures,” Fluid Phase Equilibr., vol. 75,
pp. 287-297, aug., 1992.
A. Estrada-Baltazar, J.F. Alvarado, G.A. Iglesias-Silva, and M.A.
Barrufet, “Experimental Liquid Viscosities of Decane and Octane +
Decane from 298.15 K to 373.15 K and Up to 25 MPa,” J. Chem. Eng.
Data, vol. 43, pp. 441-446, apr., 1998.
L. F. Cardona-Palacio, “Nueva correlación generalizada para estimar la
presión de vapor,” Rev. Cient., vol. 25, n.o 2, pp. 280–289, ago., 2016.
L.F. Cardona, and J. O. Valderrama, “Surface tension of mixtures
containing ionic liquids based on an equation of state and on the
geometric similitude concept,” Ionics, vol. 26, no. 12, pp. 6095-6118,
dec., 2020.
L.F. Cardona, J. A. Velásquez, L. A. Forero, “Modelamiento de la
viscosidad dinámica de sustancias puras a partir de la teoría de entropía
residual,”. Inf. Tecnol., vol. 32, no. 4, pp. 39-52, ago., 2021.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported.
