Stoffdaten

In allen verfahrenstechnischen Berechnungen werden Stoffdaten benötigt. Bekannt dafür ist u.a. der VDI-Wärmeatlas mit Hunderten von Daten. In CHEMCAD befindet sich eine Datenbank mit über 2200 Stoffen: Gase, Flüssigkeiten, Feststoffe und Elektrolyte. Sogar in dem kostengünstigen CHEMCAD-Flash (CC-Flash) ist diese Datenbank enthalten.

Die Stoffdaten in CHEMCAD stammen überwiegend von der international bekannten DIPPR Datenbank und unterteilen sich in konstante und temperaturabhängige Daten. Letztere enthalten Funktionen, die die Temperaturabhängigkeit beschreiben.

Aus den Stoffdaten der Reinstoffe werden nach bekannten Mischungsregeln Stoffdaten der Gemische berechnet.

Unbekannte Stoffdaten lassen sich in CHEMCAD mit der Joback-Methode aus Inkrementen erstellen. Daten dazu findet man unter Wikipedia-Joback und Joback-Excel. (Jobackmod.xlsm s. unter Downloads). Die Second- und Third-Order Joback-Methode findet man unter SecondOrderJoback (Ex_03_07_Group_Contribution.xls).

Beispiel: Dichte von Wasser::

Abb. 1 Auswahl von Wasser in CHEMCAD aus den Components im Job

Abb. 2a Datenausschnitt 1-29 für Daten von Wasser in Excel [ViewEdit]

Abb. 2b Datenausschnitt 52-57 für die DIPPR Formel der Dichte von Wasser in Excel [ViewEdit]

Abb. 3 Daten für die DIPPR Formel der Dichte von Wasser in CHEMCAD

Die DIPPR Formel 105 wird in der CHEMCAD Hilfe beschrieben:

Abb. 4

In VBA:

Abb. 5 VBA Funktion

Abb. 6 grafisches Ergebnis der Dichte von Wasser in CHEMCAD

Abb. 7 numerisches Ergebnis der Dichte von Wasser in CHEMCAD (Ausschnitt)

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Beispiel Dampfdruck:

Abb 8. Dampfdruckdaten von 4 Alkoholen in CHEMCAD.

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Component List in CC6: Thermophysical, Component Database, View/Edit Simulation Component

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Abb. 9 Beispiel DIPPR Daten in CHEMCAD

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Umstellen der Datenausgabe auf Excel: Tools, Optiones, Preferences, Report Viewer

In CHEMCAD: Component Database, View Components

Umstellen auf Excel: File, Preferences

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Abb. 10 Zustandsgleichungen für Wasser im Vergleich in EXCEL

In dieser Grafik, die mit Excel erstellt wurde, erkennt man die Unterschiede der bekannten Modelle

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Die Zustandsgleichungen:

1. van der Waals: p = RT/(V-b) - a/V²

2. Redlich Kwong: p = RT/(V-b)) - a/[√T*V(V+b)]

3. Soave Redlich Kwong: p = RT/(V-b) - a/[V(V+b)], a =ac*α, α = f(ω,T)

4. Peng Robinson: p = RT/(V-b) -a/[V(V+b)+b(V-b)], a =ac*α, α = f(ω,T)

Gl. 3 (SRK) und 4 (PR) sind sich sehr ähnlich, 1 (vdW) weicht am meisten von den anderen ab.

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Literatur:

Aylward: Datensammlung Chemie in SI Einheiten
Bierwerth: Tabellenbuch Chemietechnik
CRC Handbock of Chemistry and Physics (Brechungsindex, persönlich in New York gekauft)
D' Ans Lax Band 1 - 3 (Brechungsindex)
Dechema-Kurs Stoffdaten und Phasengleichgewichte in der Chemischen Technik 1987
Ebert, Ederer: Computeranwendungen in der Chemie, VCH 1985
Fratzscher/Picht: Stoffdaten und Kennwerte der Verfahrenstechnik 1993
Hecht: Berechnung thermodynamischer Stoffwerte von Gasen und Flüssigkeiten 1966
Lüdecke, Lüdecke: Thermodynamik
Moelwyn-Hughes: Physikalische Chemie, 1961
Organikum 2004
Perrys Engineerung Handbook
Perry Standard Tables and Formulars for Chemical Engineers
Poling, Prausnitz, O'Connell: The Properties of Gases and Liquids
VDI Wärmeatlas
Weiß: Stoffwerte (Teil 7) 1987

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