Теория фазового состояния водно-спиртовой смеси: температура, давление, концентрация

$ for t in 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101; do
> echo t=$t p=$p new: `vlecalc5 $t $p` old: `vlecalc4 $t $p` ; done
t=77 p=101.325 new: old:
t=78 p=101.325 new: old:
t=79 p=101.325 new: 0.623087 0.713851 old: 0.659798 0.733045
t=80 p=101.325 new: 0.473896 0.647165 old: 0.504160 0.659453
t=81 p=101.325 new: 0.358205 0.602997 old: 0.385400 0.613058
t=82 p=101.325 new: 0.270546 0.568404 old: 0.292509 0.577432
t=83 p=101.325 new: 0.207108 0.537978 old: 0.224962 0.546891
t=84 p=101.325 new: 0.164494 0.509715 old: 0.177467 0.518562
t=85 p=101.325 new: 0.134247 0.482153 old: 0.142400 0.491053
t=86 p=101.325 new: 0.109683 0.454868 old: 0.117964 0.463921
t=87 p=101.325 new: 0.090199 0.427482 old: 0.095712 0.436702
t=88 p=101.325 new: 0.075527 0.399815 old: 0.079835 0.409189
t=89 p=101.325 new: 0.063424 0.371782 old: 0.067483 0.381078
t=90 p=101.325 new: 0.053766 0.342949 old: 0.056630 0.352460
t=91 p=101.325 new: 0.045073 0.313800 old: 0.047865 0.323081
t=92 p=101.325 new: 0.037255 0.284109 old: 0.039369 0.293524
t=93 p=101.325 new: 0.030663 0.253660 old: 0.032651 0.262786
t=94 p=101.325 new: 0.025199 0.222045 old: 0.026744 0.231183
t=95 p=101.325 new: 0.019949 0.190161 old: 0.021337 0.199032
t=96 p=101.325 new: 0.015673 0.156735 old: 0.016777 0.165482
t=97 p=101.325 new: 0.011454 0.123218 old: 0.012496 0.131473
t=98 p=101.325 new: 0.007883 0.088027 old: 0.008541 0.095352
t=99 p=101.325 new: 0.004653 0.051958 old: 0.005041 0.056281
t=100 p=101.325 new: 0.001423 0.015888 old: 0.001542 0.017210
t=101 p=101.325 new: old:
$

from thermo.chemical import Chemical
from thermo.unifac import UNIFAC
import numpy as np

eth = Chemical('ethanol')
water = Chemical('water')

for x in np.linspace(0, 1, 21):
  gamma = UNIFAC(T = 298.0, xs = [x, 1 - x], chemgroups = [eth.UNIFAC_groups, water.UNIFAC_groups])
  print('%.2f  %.2f  %.4f  %.4f'%(x, 1 - x, gamma[0], gamma[1]))

from thermo.chemical import Chemical
from thermo.unifac import UNIFAC
from thermo.vapor_pressure import Antoine

chem = [Chemical('ethanol'), # Список компонентов
Chemical('water')]
groups = [None]*len(chem) # Список списков функциональных групп для UNIFAC
for i, c in enumerate(chem):
  groups[i] = c.UNIFAC_groups # Определяем группы каждого компонента

t = 78
T = 273.15 + t # Температура в K

for xeth in (0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 0.8, 0.9):
x = [xeth, 0.0] # Мольные доли компонентов смеси в жидкой фазе
x[1] = 1.0 - sum(x) # Доли всегда будем нормировать на воду (сумма долей = 1)

gamma = UNIFAC(T, x, groups) # Вычисляем коэффициенты активности

'''Предполагаем, что паровая фаза - идеальный газ'''
p = [None]*len(chem) # Список парциальных давлений компонентов в паровой фазе
for i, c in enumerate(chem):
  coefs = c.VaporPressure.ANTOINE_POLING_coefs # Коэф-ты для уравнения Антуан
  Psat = Antoine(T, *coefs) # Давление насыщенного пара чистого компонента
  p[i] = x[i]*gamma[i]*Psat # Парциальное давление компонента в паровой фазе
P = sum(p) # Полное давление

y = [None]*len(chem) # Список мольных долей компонентов в паровой фазе
for i, c in enumerate(chem):
  y[i] = p[i]/P

print('\n%3.1f°C  %3.1f mmHg'%(t, P*0.00750062))
print('     name             formula      x       y')
for i, c in enumerate(chem):
  s = ('%2d '%(i)) + (c.name + ' '*(20 - len(c.name))) + \
      (c.formula + ' '*(10 - len(c.formula)))
  s += '%.4f  %.4f'%(x[i], y[i])
  print(s)

from thermo.chemical import Chemical
from thermo.unifac import UNIFAC
from thermo.vapor_pressure import Antoine

'''Состав раствора'''
chem = [Chemical('ethanol'), # Этиловый спирт
Chemical('water'), # Вода
Chemical('methyl acetate'), # Головная примесь
Chemical('isobutanol')] # Промежуточная примесь
groups = [None]*len(chem) # Список списков функциональных групп для UNIFAC
for i, c in enumerate(chem):
  groups[i] = c.UNIFAC_groups # Определяем группы каждого компонента

#t = 88
t = 78
T = 273.15 + t # Температура в K
#x = [0.05, 0.0, 0.001, 0.001] # Мольные доли компонентов смеси в жидкой фазе
x = [0.89, 0.0, 0.001, 0.001]
x[1] = 1.0 - sum(x) # Доли всегда будем нормировать на воду (сумма долей = 1)

gamma = UNIFAC(T, x, groups) # Вычисляем коэффициенты активности

'''Предполагаем, что паровая фаза - идеальный газ'''
p = [None]*len(chem) # Список парциальных давлений компонентов в паровой фазе
for i, c in enumerate(chem):
  coefs = c.VaporPressure.ANTOINE_POLING_coefs # Коэф-ты для уравнения Антуан
  Psat = Antoine(T, *coefs) # Давление насыщенного пара чистого i-го компонента
  p[i] = x[i]*gamma[i]*Psat # Парциальное давление компонента в паровой фазе
P = sum(p) # Полное давление

y = [None]*len(chem) # Список мольных долей компонентов в паровой фазе
for i, c in enumerate(chem):
  y[i] = p[i]/P

print('\n%3.1f°C  %3.1f mmHg\n'%(t, P*0.00750062))
Keth = y[0]/x[0] # Коэффициент испарения спирта
print('     name             formula      x       y      Kисп   Kрект')
for i, c in enumerate(chem):
  s = ('%2d '%(i)) + (c.name + ' '*(20 - len(c.name))) + \
      (c.formula + ' '*(10 - len(c.formula)))
  Ki = y[i]/x[i] # Коэффициент испарения i-го компонента
  s += '%.4f  %.4f  %5.2f  %5.2f'%(x[i], y[i], Ki, Ki/Keth)
  print(s)
print()