Программа PhDi

Свидетельство о государственной регистрации программы PhDi

Программа PhDi (Phase Diagrams) разработана для расчета фазовых диаграмм:

однокомпонентных систем в координатах

  • температура – мольный объем (или плотность) при фиксированном давлении;
  • давление – мольный объем (или плотность) при фиксированной температуре;

двухкомпонентных систем в координатах

  • температура — состав при фиксированном давлении;
  • давление – состав при фиксированной температуре;

многокомпонентных квазибинарных и квазиоднокомпонентных систем.

Программный пакет включает в себя базу данных и программу, позволяющую рассчитывать и анализировать получаемые фазовые диаграммы.

Метод расчёта

В основе расчета лежит метод выпуклых оболочек. При заданной температуре и давлении фазовые равновесия рассчитываются с помощью построения выпуклых оболочек на множестве точек, представляющих энергии Гиббса фаз в пространстве компонентного состава системы. Если фиксируются температура и состав, то такие оболочки строятся для энергии Гельмгольца, как функции мольных объемов фаз. Из выпуклой оболочки множества выделяется выпуклая функция, построенная на множестве соответствующих термодинамических потенциалов фаз, которая является характеристической функцией всей равновесной системы.  Выпуклость такой функции гарантирует выполнение условий стабильности для соединений и растворов, термодинамический потенциал которых имеет с ней общие точки.

Для построения выпуклых оболочек используются методы вычислительной геометрии, благодаря чему отпадает необходимость решать уравнения, системы уравнений или минимизировать характеристические функции, что обычно приходится делать при использовании других методов расчета равновесий.

Первичные термодинамические данные для программы PhDi

Для того чтобы рассчитать фазовую диаграмму, в рабочем окне программы для всех фаз системы необходимо  записать выраженные в явном виде аналитические зависимости соответствующих мольных характеристических функций (например, мольных энергий Гиббса) от их естественных термодинамических переменных (например, от температуры, давления, мольных концентраций компонентов). Источником конкретных данных о свойствах фаз могут быть термодинамические справочники, компьютерные базы данных, статьи, результаты эксперимента, компиляции других данных и т.п.

Программный комплекс содержит базу данных ряда систем, содержащую термодинамические свойства всех входящих в эти системы фаз. Расчет фазовых диаграмм таких систем сводится к выбору необходимых величин из базы данных и заданию параметров для проведения расчетов (область температур и давлений).

Вид рабочего окна базы данных программы PhDi

Вид рабочего окна базы данных программы PhDi

Пример

 Расчет фазовой диаграммы трехкомпонентной системы 
K-Na-Cl (pCl2=const).

Парциальное давление хлора PCl2/бар) Результат расчетов
ln(pCl2) = -120 phdiexamplefig1
ln(pCl2) = -30 phdiexamplefig2
ln(pCl2) = -17.5 phdiexamplefig3
ln(pCl2) = -12 phdiexamplefig4
Загрузить

Работоспособность программы PhDi проверена в операционных системах Windows 2000, XP и Windows 7.

(с) Программа создана сотрудниками лаборатории химической термодинамики проф. Ворониным Г.Ф. и д.т.н. Беловым Г.В.