De la Thermodynamique aux Procédés : concepts et simulations.

Équations d'état de mélanges

D'une façon générale, on utilise pour représenter les mélanges fluides les mêmes formes fonctionnelles d'équations d'état[1] que pour les corps purs. Mais les paramètres utilisés dans ces équations d'état seront obtenus sous la forme de combinaisons des paramètres des corps purs, tenant compte de la composition.

Reprenons l'équation d'état[1] qui nous sert d'exemple dans ce chapitre, l'équation Redlich-Kwong-Soave ; elle s'écrit pour un corps pur (i) :

Pour un mélange de composition , on utilisera la même forme fonctionnelle :

mais avec des coefficients et dépendant de la composition.

La façon d'exprimer les coefficients du mélange en fonction de ceux des corps purs et de la composition est un très vaste sujet, celui des "règles de mélange". Nous en resterons ici aux règles les plus simples parmi les très nombreuses qui ont été proposées dans la littérature :

avec :

Dans cette expression, est un paramètre ajustable. Il est normalement très inférieur à l'unité.

On voit donc qu'on dispose d'une équation d'état[1] de la forme .

Mais comme les fractions molaires[2] se déduisent des nombres de moles par et que le volume molaire est défini à partir du volume total par , l'équation d'état[1] peut tout aussi bien être écrite sous la forme : (la notation représentant le vecteur des nombres de moles : ).

  1. équation d'état

    relation entre température, pression, composition et volume d'un fluide

  2. fraction molaire

    La fraction molaire d'un constituant est le rapport du nombre de moles de ce constituant au nombre de moles total dans le mélange. Elle est notée dans une phase liquide et dans une phase vapeur

Jacques Schwartzentruber (EMAC) Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'IdentiqueRéalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)