IK-CAPE THERMO

Was ist das IK-CAPE Thermodynamik-Paket ?

Das IK-CAPE Thermodynamik-Paket ermöglicht die Berechnung von thermodynamischen Zustandsgrößen und Stoffdaten . Neben der eigentlichen Berechnung dieser Zustandsgrößen und Stoffdaten können gleichzeitig auch die Ableitungen dieser Werte nach Temperatur , Druck und Zusammensetzung ermittelt werden.

Das Thermodynamik-Paket ist in Form eines Moduls realisiert, daß einem übergeordneten CAPE-Programm die benötigten Werte über eine Schnittstelle - unabhängig von Umfang und innerer Komplexität - zur Verfügung stellt. Die in der Schnittstelle offengelegten Funktionen greifen dabei auf interne Strukturen des Moduls zu, die für den Nutzer unsichtbar bleiben. Im konkreten Anwendungsfall werden diese Strukturen vor den eigentlichen Berechnungen entweder durch Einlesen einer Datei mit den Stoffdaten und thermodynamischen Anweisungen des aktuellen Projektes oder durch Aufruf entsprechender Unterprogramme spezifisch aufgebaut und gefüllt.

Das Thermodynamik-Paket ist in der Lage, mehrere Stoffsysteme gleichzeitig zu verwalten. Dies ermöglicht zum Beispiel, die Stoffdaten auf den beiden Seiten eines Wärmetauschers unabhängig voneinander zu beschreiben. Ein weiterer Anwendungsfall ist die Simulation großer Anlagenfließbilder. Hier kann eine Aufteilung in mehrere Stoffsysteme und die Zuordnung von Anlagenteilen zu diesen Stoffsystemen zu einer erheblichen Reduzierung der Gleichungen und damit auch der Rechenzeit führen. Die unterschiedlichen Stoffsysteme haben keinerlei Beziehung zueinander. Sie können sich nicht nur in den Stoffdaten sondern auch in Zahl und Art der Komponenten sowie den verwendeten thermodynamischen Modellen unterscheiden.

Woher stammt das IK-CAPE Thermodynamik-Paket ?

Das IK-CAPE Thermodynamik-Paket wurde vom deutschen I ndustrie K onsortium CAPE ( C omputer A ided P rocess E ngineering) entwickelt. Zielsetzung der IK-CAPE ist die Entwicklung von offenen Standards für CAPE-Anwendungen. Mitglieder der IK-CAPE sind u.a. die Firmen BASF, Bayer, Hoechst, Degussa-Hüls und Dow. Ein wesentliches Ziel bei der Entwicklung des Thermodynamik-Moduls war die Erstellung eines leistungsfähigen und universell nutzbaren Programmpaketes zur Durchführung thermodynamischer Berechnungen.

Seit Herbst 1998 wird das IK-CAPE Thermodynamik-Paket von der DECHEMA e.V. vertrieben und weiterentwickelt.

Enthaltene Funktionen

• Funktionen zur Beschreibung von temperaturabhängigen Werten

• Polynom
• Polynom als Exponent
• Antoine-Gleichung
• erweiterte Antoine-Gleichung
• Watson-Gleichung
• Wagner-Gleichung
• Sutherland-Gleichung
• Kirchhoff-Gleichung
• HOECHST: Gleichung für die spez. Wärmekapazität der Flüssigkeit
• HOECHST: Gleichung für die dynamische Viskosität
• Rackett-Gleichung nach DIPPR
• Aly-Lee-Gleichung
• erweiterte Kirchhoff-Gleichung nach DIPPR
• DIPPR-Gleichung für Verdampfungsenthalpie und Oberflächenspannung
• DIPPR-Gleichung für Wärmeleitfähigkeit und Viskosität des Gases
 
• Methoden zur Mittelwertbildung in Gemischen
   
  • Molanteilige Mittelung
  • Gewichtsanteilige Mittelung
  • Molanteilig-Logarithmische Mittelung
  • Gewichtsanteilig-logarithmische Mittelung
  • Mittelwert der Dichte über das Volumen
  • Spezielle Art der Mittelung für Wärmeleitfähigkeiten des Gases
  • Spezielle Art der Mittelung für Viskositäten des Gases
  • Mittelung nach Wilke für die Viskosität des Gases
  • Mittelung nach Wassiljewa, Mason, Saxena für die Wärmeleitfähigkeit des Gases
  • Spezielle Art der Mittelung für Oberflächenspannungen nach DIPPR
  • Spezielle Art der Mittelung für Wärmeleitfähigkeiten flüssig nach DIPPR
   
• Methoden zur Berechnung von Aktivitätskoeffizienten
   
  • ideal
  • NRTL
  • UNIQUAC
  • Wilson
  • Flory-Huggins
  • UNIFAC
   
• Methoden zur Berechnung von Fugazitätskoeffizienten
   
  • ideal
  • Peng-Robinson
  • Redlich-Kwong-Soave
  • Virialgleichung
  • Assoziation in der Gasphase
   
• Beschreibung von chemischen Reaktionen
   
  • Vorgegebene Reaktionskoordinate
  • Vorgegebener Umsatz bezogen auf den Eingangszustand
  • Vorgegebener Umsatz bezogen auf den Ausgangszustand
  • Gleichgewichtsreaktion in der Flüssigphase als Funktion der Molenbrüche
  • Gleichgewichtsreaktion in der Dampfphase als Funktion der Molenbrüche
  • Gleichgewichtsreaktion in der Flüssigphase als Funktion der Konzentrationen
  • Gleichgewichtsreaktion in der Dampfphase als Funktion der Konzentrationen
  • Gleichgewichtsreaktion in der Flüssigphase als Funktion der Aktivitätskoeffizienten
  • Gleichgewichtsreaktion in der Dampfphase als Funktion der Partialdrücke
  • Gleichgewichtsreaktion in der Flüssigphase als Funktion der Fugazität
  • Gleichgewichtsreaktion in der Dampfphase als Funktion der Fugazität
  • kinetisch konrollierte Reaktion in der Flüssigphase als Funktion der Molenbrüche
  • kinetisch konrollierte Reaktion in der Dampfphase als Funktion der Molenbrüche
  • kinetisch konrollierte Reaktion in der Flüssigphase als Funktion der Konzentrationen
  • kinetisch konrollierte Reaktion in der Dampfphase als Funktion der Konzentrationen
  • kinetisch konrollierte Reaktion in der Flüssigphase als Funktion der Massen
  • kinetisch konrollierte Reaktion in der Dampfphase als Funktion der Massen

Nicht enthaltenene Funktionen

Das IK-CAPE Thermodynamik-Paket enthält keine :

• eigenständige Benutzeroberfläche
• Routinen zur Durchführung von Flashberechnungen
• Stoffdaten, Binärparameter, Gleichungskoeffizienten oder auch UNIFAC-Parameter

Verfügbarkeit

Das IK-CAPE Thermodynamik-Paket kann in zwei Versionen zur Verfügung gestellt werden:

• FORTRAN-Source Code, zum Einsatz auf beliebigen Rechnern
• MS/Windows-DLL, zum Einsatz unter Windows 95/98/NT 4.0

Lizenzen

• für Firmen: 4000 EUR
• für Hochschulen und Forschungsinstitute: 260 EUR

Weitere Informationen

Die folgenden Dokumente geben Ihnen einen Eindruck über Umfang und Einsatzmöglichkeiten des IK-CAPE Thermodynamik-Paketes:

• Formelsammlung (PDF-Format, 127 kB)
• User's Guide (PDF-Format, 267 kB)
• Programmer's Guide (PDF-Format, 537 kB)

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