CoolProp  6.6.1dev
An open-source fluid property and humid air property database
CoolPropFluid.h
Go to the documentation of this file.
1 /*
2  * CoolPropFluid.h
3  *
4  * Created on: 20 Dec 2013
5  * Author: jowr
6  */
7 
8 #ifndef COOLPROPFLUID_H_
9 #define COOLPROPFLUID_H_
10 
11 #include "DataStructures.h"
12 #include "Helmholtz.h"
13 #include "Solvers.h"
14 
15 #include <numeric>
16 #include <string>
17 #include <vector>
18 #include <map>
19 #include <cassert>
20 #include <iterator>
21 #include "Eigen/Core"
22 #include "PolyMath.h"
23 #include "Ancillaries.h"
24 
25 namespace CoolProp {
26 
28 {
30 };
31 
33 {
34  double GWP20, GWP100, GWP500, ODP, HH, PH, FH;
35  std::string ASHRAE34;
36 };
38 {
40  std::vector<double> cL, cV;
41  bool enabled;
42  CriticalRegionSplines() : T_min(_HUGE), T_max(_HUGE), rhomolar_min(_HUGE), rhomolar_max(_HUGE), enabled(false){};
43 
44  const void get_densities(double T, double rho_min, double rho_crit, double rho_max, double& rhoL, double& rhoV) const {
45  int Nsoln = -1, Ngood = 0;
46  double rho1 = 0, rho2 = 0, rho3 = 0;
47 
48  // -----------
49  // Liquid part
50  // -----------
51  Ngood = 0;
52  solve_cubic(cL[0], cL[1], cL[2], cL[3] - T, Nsoln, rho1, rho2, rho3);
53  if (Nsoln == 1 && rho1 < rho_max && rho1 > rho_crit) {
54  rhoL = rho1;
55  } else {
56  if (rho1 < rho_max && rho1 > rho_crit) {
57  Ngood++;
58  rhoL = rho1;
59  }
60  if (rho2 < rho_max && rho2 > rho_crit) {
61  Ngood++;
62  rhoL = rho2;
63  }
64  if (Nsoln > 2 && rho3 < rho_max && rho3 > rho_crit) {
65  Ngood++;
66  rhoL = rho3;
67  }
68  if (Ngood > 1) {
69  throw ValueError(format("More than one liquid solution found for critical spline for T=%0.12g", T));
70  };
71  if (Ngood < 1) {
72  throw ValueError(format("No liquid solution found for critical spline for T=%0.12g", T));
73  };
74  }
75 
76  // ----------
77  // Vapor part
78  // ----------
79  Ngood = 0;
80  Nsoln = 0;
81  solve_cubic(cV[0], cV[1], cV[2], cV[3] - T, Nsoln, rho1, rho2, rho3);
82  if (Nsoln == 1 && rho1 > rho_min && rho1 < rho_crit) {
83  rhoV = rho1;
84  } else {
85  if (rho1 > rho_min && rho1 < rho_crit) {
86  Ngood++;
87  rhoV = rho1;
88  }
89  if (rho2 > rho_min && rho2 < rho_crit) {
90  Ngood++;
91  rhoV = rho2;
92  }
93  if (Nsoln > 2 && rho3 > rho_min && rho3 < rho_crit) {
94  Ngood++;
95  rhoV = rho3;
96  }
97  if (Ngood > 1) {
98  throw ValueError(format("More than one vapor solution found for critical spline for T=%0.12g", T));
99  };
100  if (Ngood < 1) {
101  throw ValueError(format("No vapor solution found for critical spline for T=%0.12g", T));
102  };
103  }
104  };
105 };
106 
108 struct EOSLimits
109 {
110  double Tmin, Tmax, rhomax, pmax;
111 };
112 
114 {
115  std::string reference_fluid;
117  std::vector<CoolPropDbl> psi_a, psi_t, f_int_a, f_int_t;
118 };
119 
121 {
122  std::vector<CoolPropDbl> A, t;
123 };
124 
126 {
128  std::vector<CoolPropDbl> A, B, n, m;
129 };
131 {
133  {
141  };
142  int type;
145 
148  }
149 };
150 
152 {
154  std::vector<CoolPropDbl> A, t, d, gamma, l;
155 };
156 
158 {
160  std::vector<CoolPropDbl> B, t, d;
161 };
163 {
165  {
171  };
172  int type;
175 
178  }
179 };
180 
182 {
185  : // Universal constants - can still be adjusted if need be
186  k(1.3806488e-23), //[J/K]
187  R0(1.03), //[-]
188  gamma(1.239), //[-]
189  nu(0.63), //[-]
190  // Suggested default values - can be over-written
191  GAMMA(0.0496), //[-]
192  zeta0(1.94e-10), //[m]
193  qD(2e9), //[m]
194  // Set to invalid number, can be provided in the JSON file
195  // T_ref default is 1.5*Tc
196  T_reducing(_HUGE),
197  p_reducing(_HUGE),
198  T_ref(_HUGE) {}
199 };
201 {
203  {
210  };
211  int type;
213 
216  }
217 };
218 
221 {
223  std::vector<CoolPropDbl> a, t;
224 };
226 {
228  C;
229  std::vector<CoolPropDbl> a, t;
230 };
232 {
233  std::vector<CoolPropDbl> a, t;
234 };
236 {
237  std::vector<CoolPropDbl> a, t;
239 };
241 {
243  {
253  };
262  }
263 };
264 
266 {
267  std::vector<CoolPropDbl> b, t;
268 };
270 {
271  std::vector<CoolPropDbl> n, d, t;
273 };
274 
276 {
278  {
282  };
288  }
289 };
290 
292 {
293  std::vector<CoolPropDbl> a, d1, d2, t1, t2, f, g, h, p, q, gamma, l;
295 };
297 {
298  std::vector<CoolPropDbl> Aa, Aaa, Aaaa, Ar, Arr, Adrdr, Arrr, Ai, Aii, AdrAdr;
299  int Na, Naa, Naaa, Nr, Nrr, Nrrr, Nii;
301 };
303 {
305  {
316  };
323  };
324 };
325 
327 {
328  std::vector<double> c_liq, c_vap;
330 };
332 {
333  std::string reference_fluid;
335  std::vector<CoolPropDbl> psi_a, psi_t;
336 };
338 {
340 };
341 
343 {
344  public:
346  {
356  };
358  {
365  };
372 
377 
378  std::string BibTeX_viscosity,
391  : viscosity_using_ECS(false),
392  conductivity_using_ECS(false),
393  viscosity_using_Chung(false),
394  viscosity_using_rhosr(false),
397  sigma_eta(_HUGE),
398  epsilon_over_k(_HUGE),
401 };
402 
404 {
408 };
409 
411 
419 {
420  public:
430  double R_u,
435  bool pseudo_pure;
438  std::string BibTeX_EOS,
442 
444  void validate() {
445  assert(R_u < 9 && R_u > 8);
446  assert(molar_mass > 0.001 && molar_mass < 1);
447  };
448  CoolPropDbl baser(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
449  return alphar.base(tau, delta);
450  };
451  // First partials
452  CoolPropDbl dalphar_dDelta(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
453  return alphar.dDelta(tau, delta);
454  };
455  CoolPropDbl dalphar_dTau(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
456  return alphar.dTau(tau, delta);
457  };
458  // Second partials
460  return alphar.dDelta2(tau, delta);
461  };
463  return alphar.dDelta_dTau(tau, delta);
464  };
465  CoolPropDbl d2alphar_dTau2(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
466  return alphar.dTau2(tau, delta);
467  };
468  // Third partials
470  return alphar.dDelta3(tau, delta);
471  };
473  return alphar.dDelta2_dTau(tau, delta);
474  };
476  return alphar.dDelta_dTau2(tau, delta);
477  };
478  CoolPropDbl d3alphar_dTau3(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
479  return alphar.dTau3(tau, delta);
480  };
481 
482  CoolPropDbl base0(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
483  return alpha0.base(tau, delta);
484  };
485  // First partials
486  CoolPropDbl dalpha0_dDelta(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
487  return alpha0.dDelta(tau, delta);
488  };
489  CoolPropDbl dalpha0_dTau(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
490  return alpha0.dTau(tau, delta);
491  };
492  // Second partials
494  return alpha0.dDelta2(tau, delta);
495  };
497  return alpha0.dDelta_dTau(tau, delta);
498  };
499  CoolPropDbl d2alpha0_dTau2(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
500  return alpha0.dTau2(tau, delta);
501  };
502  // Third partials
504  return alpha0.dDelta3(tau, delta);
505  };
507  return alpha0.dDelta2_dTau(tau, delta);
508  };
510  return alpha0.dDelta_dTau2(tau, delta);
511  };
512  CoolPropDbl d3alpha0_dTau3(const CoolPropDbl& tau, const CoolPropDbl& delta) {
513  return alpha0.dTau3(tau, delta);
514  };
515 };
516 
518 
522 {
523  protected:
524  // Transport property data
525  std::string ECSReferenceFluid;
526  double ECS_qd;
527  public:
528  CoolPropFluid() : ECS_qd(-_HUGE) {
529  this->ChemSpider_id = -1;
530  };
532  const EquationOfState& EOS() const {
533  return EOSVector[0];
534  }
536  return EOSVector[0];
537  }
538  std::vector<EquationOfState> EOSVector;
539 
540  std::string name;
541  std::string
543  std::string CAS;
544  std::string formula;
545  std::vector<std::string> aliases;
546  std::string InChI;
547  std::string InChIKey;
548  std::string smiles;
550  std::string TwoDPNG_URL;
551 
559 
560  double gas_constant() {
561  return EOS().R_u;
562  };
563  double molar_mass() {
564  return EOS().molar_mass;
565  };
566 };
567 
568 #if !defined(NO_FMTLIB) && FMT_VERSION >= 90000
569 inline int format_as(ViscosityDiluteVariables::ViscosityDiluteType type) {
570  return fmt::underlying(type);
571 }
572 
573 inline int format_as(TransportPropertyData::ViscosityHardcodedEnum viscosity) {
574  return fmt::underlying(viscosity);
575 }
576 
577 inline int format_as(TransportPropertyData::ConductivityHardcodedEnum conductivity) {
578  return fmt::underlying(conductivity);
579 }
580 #endif
581 
582 } /* namespace CoolProp */
583 #endif /* COOLPROPFLUID_H_ */