Sviluppo di un codice in VBA per il calcolo delle proprietà termodinamiche di miscele binarie di anidride carbonica

The usage of carbon dioxide as a working fluid is a very important topic in the field of energy generation. An optimal solution for power cycles is the CO2-Transcritical cycles, but the principal disadvantage is their low condensation temperature (by the CO2 low critical temperature). A good solution to increase the minimum temperature of the cycle is to mix the CO2 with another fluid. The main subject of this work is to develop a VBA code that allows to calculate the thermodynamic properties of these mixtures, using the Peng Robinson and Redlich-Kwong-Soave Equation of State. In addition, the simulation of transcritical power cycles with regeneration for pure and mixture working fluid were simulated with the VBA code. Two mixtures were studied: CO2 - 2-Butanol and CO2 – Perfluorooctane, with a molar fraction of Carbon dioxide of 0.9, 0.95 e 0.97. One part of the code is in charge of estimating the binary parameter kij , used in the calculation of properties, from a regression of Vapour Liquid Equilibrium (VLE) experimental data. The simulations on Aspen Plus and Aspen Properties were used to verify the consistency of the developed program

L’utilizzazione dell’anidride carbonica come fluido di lavoro è un argomento importante nel mondo della generazione di energia. Una soluzione ottimale per i cicli di potenza sono dei cicli transcritici ma hanno lo svantaggio di una bassa temperatura di condensazione (per la bassa temperatura critica dell’anidride carbonica). Una buona soluzione per incrementare la temperatura minima del ciclo è l’uso di miscele di anidride carbonica. Il principale obiettivo di questo lavoro è lo sviluppo di un codice in VBA che permetta il calcolo delle proprietà termodinamiche di queste miscele, facendo uso delle equazioni di stato Peng-Robinson e Redlich-Kwong-Soave. Anche i cicli transcritici con rigenerazioni sono stati simulati per l’anidride carbonica come composto puro e come miscela binaria. Due miscele sono state studiate: CO2 - 2-Butanolo e CO2 – Perfluorooctane, con frazioni molare di anidride carbonica di 0.9, 0.95 e 0.97. Una parte de codice si occupa della stimazione del parametro binario kij (usato nel calcolo delle proprietà) dalla regressione dei dati sperimentale di Equilibrio Vapore-Liquido (VLE). Si hanno usato delle simulazioni in Aspen Plus e Aspen Properties ai fini di verifica dell’accuratezza del programma sviluppato