Avaliação comparativa da equação de Peng-Robinson e de suas variantes Mathias-Copeman e Stryjek-Vera, para metano puro em regime subcrítico

Resumo

No presente estudo é avaliada a equação de estado de Peng-Robinson e suas variações com as funções de correção de Mathias-Copeman e de Stryjek-Vera para o metano puro, adotando como referência as equações auxiliares de Setzmann-Wagner. As equações de estado foram implementadas em Python para o cálculo da pressão de saturação em função da temperatura, da densidade do líquido saturado e da densidade do vapor saturado. Os resultados mostram, em uma análise visual, que as curvas de pressão de saturação apresentam boa coincidência com a referência, e as diferenças aparecem a partir do cálculo dos erros, onde Mathias-Copeman apresenta a melhor aderência, Peng-Robinson mantém desvio baixo e estável, e Stryjek-Vera concentra as maiores discrepâncias. Para a densidade do líquido saturado observa-se superestimação nas temperaturas mais baixas, que diminui com o aumento da temperatura; na faixa superior, Peng-Robinson e Mathias-Copeman tendem a leve subestimação, enquanto Stryjek-Vera apresenta subestimação mais acentuada. Para a densidade do vapor saturado, os modelos Peng-Robinson e Mathias-Copeman permanecem próximos da referência na maior parte do intervalo, enquanto Stryjek-Vera passa de forte subestimação no início para superestimação nas temperaturas mais elevadas. Conclui-se que, no regime subcrítico analisado, a variante Mathias-Copeman apresenta a melhor acurácia para pressão de saturação e densidades, o modelo Peng-Robinson padrão apresenta desempenho semelhante e o modelo Stryjek-Vera tende a apresentar maiores desvios.