Thermo热力学库完整使用教程

Thermo热力学库完整使用教程

【免费下载链接】thermo Thermodynamics and Phase Equilibrium component of Chemical Engineering Design Library (ChEDL) 【免费下载链接】thermo 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/th/thermo

Thermo是一个功能强大的开源热力学计算库,专为化学工程师和科研人员设计。该Python库提供全面的热力学性质计算功能,包括化学物质常数提取、温度压力依赖性计算以及混合物相平衡分析。

项目概述

Thermo是化学工程设计库的热力学和相平衡组件,为工程师、科学家和技术人员提供深入了解化学物质性质及其混合物行为的强大工具。

核心功能特性

化学物质性质查询

Thermo内置丰富的化学物质数据库,支持快速提取各种化学常数和基础物性数据。通过简单的API调用,即可获取所需物质的完整热力学信息。

智能温度压力计算

基于先进的热力学模型,Thermo能够精确计算化学性质随温度和压力的变化。无论是单组分还是混合物,都能获得可靠的计算结果。

高级相平衡分析

使用多种热力学模型进行相平衡计算,包括汽液平衡、液液平衡等复杂场景。

安装与配置

快速安装

pip install thermo

使用conda安装

conda install -c conda-forge thermo

获取源代码

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/th/thermo

基础使用示例

单组分化学物质计算

from thermo.chemical import Chemical
tol = Chemical('toluene')
print(f"熔点: {tol.Tm} K, 沸点: {tol.Tb} K, 临界温度: {tol.Tc} K)

混合物计算

from thermo.chemical import Mixture
vodka = Mixture(['water', 'ethanol'], Vfls=[.6, .4], T=300, P=1E5)
print(f"液相普朗特数: {vodka.Prl}, 气相普朗特数: {vodka.Prg}")

严格的闪蒸计算接口

from thermo import ChemicalConstantsPackage, PRMIX, CEOSLiquid, CEOSGas, FlashPureVLS

# 加载常数属性和关联属性
constants, correlations = ChemicalConstantsPackage.from_IDs(['decane'])

# 配置液相和气相对象
eos_kwargs = dict(Tcs=constants.Tcs, Pcs=constants.Pcs, omegas=constants.omegas)
liquid = CEOSLiquid(PRMIX, HeatCapacityGases=correlations.HeatCapacityGases, eos_kwargs=eos_kwargs)
gas = CEOSGas(PRMIX, HeatCapacityGases=correlations.HeatCapacityGases, eos_kwargs=eos_kwargs)

# 创建闪蒸对象
flasher = FlashPureVLS(constants, correlations, gas=gas, liquids=[liquid], solids=[])

# 在300K和1bar条件下闪蒸
res = flasher.flash(T=300, P=1e5)

热力学模型支持

状态方程

  • Peng-Robinson方程
  • Soave-Redlich-Kwong方程
  • 维里方程

活度系数模型

  • UNIFAC模型
  • NRTL模型
  • Wilson模型

实际应用案例

化工流程设计

在化工工艺设计中,Thermo帮助工程师快速评估不同操作条件下的物性变化,为工艺优化提供数据支持。

科研实验验证

研究人员可以使用Thermo的计算结果与实验数据进行对比验证,提高研究的准确性和效率。

体积误差分析 SRK状态方程计算乙烷体积的误差分析

最新版本功能

版本0.6.0更新内容

  • 项目符合PEP 517标准
  • 集成了uv包管理器
  • 改进了构建系统配置

版本0.5.0重要改进

  • 支持Python 3.13
  • 代码质量大幅提升
  • 安全扫描功能增强

开发环境要求

Python版本

  • 最低要求: Python 3.8
  • 推荐版本: Python 3.11+

主要依赖

  • fluids >= 1.2.0
  • scipy >= 1.6.0
  • pandas
  • chemicals >= 1.4.0

扩展功能模块

数据库管理

Thermo包含多个专业数据库模块:

  • 临界性质数据库
  • 相变数据
  • 相互作用参数
  • 热容数据

相平衡图表 使用Halley方法计算甲醇体积误差

性能优化特性

并行计算支持

Thermo支持大规模并行计算,能够高效处理大量热力学计算任务。

内存管理优化

通过智能缓存机制,减少重复计算,提升整体性能。

文档与学习资源

项目包含详细的文档和示例,位于docs目录中。用户可以通过这些资源快速上手并深入了解高级功能。

热力学性质图表 不同计算方法在高压条件下的性能对比

通过本教程,您已经了解了Thermo热力学库的核心价值和使用方法。无论您是化工工程师还是科研人员,Thermo都能为您的热力学计算工作提供强有力的支持。

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创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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