Etude des propriétés
thermodynamiques de la
solution NH3-H2O
Introduction :
Dans ce chapitre, nous allons décrire les
équations adéquates pour le calcul des propriétés
thermodynamiques et physiques du mélange ammoniac-eau, qui vont nous
servir dans le troisième chapitre.
Les propriétés du mélange (Ammoniac-eau)
ont été étudiées et évaluées pendant
plus de 100 années. Pour atteindre ce but, un grand nombre de recherches
expérimentales a été effectué dont les
résultats ont été matérialisés dans une
série de tableaux et diagrammes avec des données utiles ; le
diagramme (Ii,î) est bien connu, réalisé par
Merkel et Bosniakovic [16].
Enick et al [17] ont employé
l'équation d'état du Peng-Robinson pour prévoir les
propriétés thermodynamiques du mélange. Weber [18]
a présenté un modèle pour estimer le
deuxième et le troisième coefficient du mélange
NH3-H2O. Rukes et Dooley [19] ont employé le
calcul de l'énergie libre de Helmotz des composantes pour les
propriétés thermodynamiques à la saturation.
Pour formuler les propriétés thermodynamiques du
mélange de l'ammoniac-eau, nous, ainsi que d'autres chercheurs qui nous
ont précédés, avons employé le calcul de
l'enthalpie libre de Gibbs. Parmi les utilisateurs nous citons : Ziegler et
Trepp [20] ; Ibrahim et Klein [21], Xu et
Goswami [22] et Jordan [23]. Chaque chercheur
a formulé les conditions d'équilibre de vapeur-liquide avec
différents moyens, Ziegler et Trepp (1984), Nag et Gupta [24]
et Xu et Goswami (1999) l'ont formulé en égalisant des
fugacités des composants dans les deux phases.
En dernier, dans le modèle proposé par
El-Sayed-Sayed et Tribus (1985), le point de bulle et le point de condensation
peuvent être calculés par des corrélations sans
évaluations itératives.
II.1. Paramètres fondamentaux des substances
pures [25] :
Les valeurs des paramètres utilisées pour la
détermination des équations, sont décrites dans le tableau
suivant.
|
NH3
|
H2O
|
H2
|
|
Masse molaire
|
M [kg.kmole-1]
|
17.03026
|
18.015268
|
2,02 10-3
|
|
Point critique
|
Température Tc
[K]
|
405.4
|
647.14
|
33,2
|
|
Pression Pc [bar]
|
113.336
|
220.64
|
12,8
|
|
Masse volumique ñc
[kg.m-3]
|
225
|
322
|
0,0312
|
|
Point
d'ébullition
|
Température Teb
[K]
|
239.74
|
373.15
|
20,28
|
|
Pression Peb [bar]
|
1.013325
|
1.013325
|
1,013
|
|
Point triple
|
Température Tt [K]
|
195.41
|
273.16
|
13,8033
|
|
Pression Pt [bar]
|
0.06077
|
6.112 10-3
|
6,951 10-3
|
Tableau II.1. Les paramètres fondamentaux
des substances pures.
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