Abstract The existing equation of states (EOSs) cannot well reconcile the calculation accuracy and the computational cost for reproducing liquid volumes of water. In this study, we propose a series of improved volume translated Soave-Redlich-Kwong (VT-SRK) EOSs to achieve more accurate volumetric calculation for water with little additional computational cost. The overall average absolute percentage deviation of the saturated liquid molar volume for water yielded by the proposed 4-parameter VT-SRK EOS is 0.26; this calculation error is much lower than the counterpart provided by our previously proposed 3-parameter VT-SRK EOS (1.24) and close to the uncertainty in the pseudo-experimental data reported by NIST (0.1%). After adopting the translated distance function, the proposed 5-parameter VT-SRK EOS provides a more accurate determination for the single-phase liquid volume of water over a wide temperature/pressure range and leads to the crossover of pressure-volume isotherms only at extremely high pressures. The proposed 4-parameter VT-SRK EOS also helps to improve the volumetric prediction for carbon dioxide, while the proposed 5-parameter VT-SRK EOS performs well in improving the density prediction for associating fluids. Moreover, we extend the proposed 5-parameter VT-SRK EOS to mixtures through conventional mixing rules, finding that the VT-SRK EOS provides reliable volume predictions for the aqueous solutions examined in this study.

中文翻译：

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通过体积转换的 SRK EOS 改进对水的饱和和单相液体密度的预测

摘要 现有的状态方程（EOS）不能很好地协调再现液体体积水的计算精度和计算成本。在这项研究中，我们提出了一系列改进的体积转换 Soave-Redlich-Kwong (VT-SRK) EOS，以实现更准确的水体积计算，而几乎没有额外的计算成本。建议的 4 参数 VT-SRK EOS 产生的水饱和液体摩尔体积的总体平均绝对百分比偏差为 0.26；该计算误差远低于我们之前提出的 3 参数 VT-SRK EOS (1.24) 提供的对应值，并且接近 NIST 报告的伪实验数据中的不确定性 (0.1%)。采用平移距离函数后，所提出的 5 参数 VT-SRK EOS 在较宽的温度/压力范围内为水的单相液体体积提供了更准确的确定，并且仅在极高的压力下导致压力-体积等温线的交叉。提出的 4 参数 VT-SRK EOS 也有助于改进二氧化碳的体积预测，而提出的 5 参数 VT-SRK EOS 在改进相关流体的密度预测方面表现良好。此外，我们通过传统的混合规则将提出的 5 参数 VT-SRK EOS 扩展到混合物，发现 VT-SRK EOS 为本研究中检查的水溶液提供了可靠的体积预测。提出的 4 参数 VT-SRK EOS 也有助于改进二氧化碳的体积预测，而提出的 5 参数 VT-SRK EOS 在改进相关流体的密度预测方面表现良好。此外，我们通过传统的混合规则将提出的 5 参数 VT-SRK EOS 扩展到混合物，发现 VT-SRK EOS 为本研究中检查的水溶液提供了可靠的体积预测。提出的 4 参数 VT-SRK EOS 也有助于改进二氧化碳的体积预测，而提出的 5 参数 VT-SRK EOS 在改进相关流体的密度预测方面表现良好。此外，我们通过传统的混合规则将提出的 5 参数 VT-SRK EOS 扩展到混合物，发现 VT-SRK EOS 为本研究中检查的水溶液提供了可靠的体积预测。