由饱和容积性质获取三参数范德华型状态方程的参数

本文认为使用由纯流体实际的饱和容积数据拟合的三个（温度）可调参数的立方型方程，可 以提高推算流体临界点附近区域的容积精度．文章提出了由纯流体饱和容积性质获取范德华型方 程参数的普遍化计算方法．所提出的计算方法物理意义明了，计算简便．文章还用纯ＣＯ２饱和容 积性质数据处理Ｐ－Ｔ和Ｍａｒｔｉｎ的方程．进一步说明此法获取状态方程参数的过程．     

用Lennard-Jones和Kihara位能模型预测真实流体的PVT性质

分别采用ＬｅｎｎａｒｄＪｏｎｅｓ（ＬＪ）和Ｋｉｈａｒａ位能模型并结合顺序解析法计算了径向分布函数,然后代入统计热力学所给出的严格理论状态方程来预测真实流体的ＰＶＴ性质。位能模型参数由纯流体的临界温度性质确定。计算结果表明,该方法可用于预测较宽广的压力、温度范围内的非极性和弱极性纯流体的ＰＶＴ性质。当分子尺寸小于正己烷时,近临界区除外,由ＬＪ模型预测的饱和液体体积的相对平均误差一般小于５％。对于分子尺寸更大的流体,需用三参数Ｋｉｈａｒａ位能模型来提高预测精度     

用Lennard—Jones和Kihara位能模型预测真实流体的PVT性质

分别采用Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ（Ｌ－Ｊ）和Ｋｉｈａｒａ位能模型并结合顺序解析法计算了径向分布函数，然后代入统计热力学所给出的严格理论状态方程来预测真实流体的ＰＶＴ性质。位能模型参数由纯流体的临界温度性质确定。计算结果表明，该方法可用于预测较度广的压力、温度范围内的非极性和弱极性纯流体的ＰＶＴ性质。讨还上于正己烷时，近临界区除外，由Ｌ－Ｊ模型预测的饱和液体体积的相对平均误差一般小于５％。对于分子     

真实流体的新状态方程

经统计力学椎证,建立新的流体状态方程。确定了新方程的气体形式,实现了气体参数普遍化。结果表明,该气体方程用于PVT性质计算,压力偏差小于3%、密度偏差小于5%的置信水平在91%以上;用于纯气体逸度系数计算,偏差小于5%的置信水平在97%以上。     

链状方阱流体的状态方程研究

为研究链状分子物质（如烷烃等）及其混合物的热力学性质,应用Ｗｅｒｔｈｅｉｍ的热力学微扰理论,在链状硬球流体状态方程的基础上,发展得到了链状方阱流体的状态方程。它可以表示成三部分：硬球贡献、方阱吸引势能贡献和成键贡献。在计算成键对压缩因子的贡献时,考虑到了成键对组成链的原子之间径向分布函数的影响。用得到的状态方程计算不同链长的链状方阱流体的压缩因子,其结果与分子模拟数据符合较好。     

R-K状态方程及P-R状态方程下的气-液转变和临界行为

分别由Redlich与Kwong以及Peng与Robinson所提出的状态方程具有许多优越性质,是近年来在计算纯物质热力学函数中用得最多的状态方程.本文以其维里级数展开为基础,利用Pade逼近为工具,讨论了这类气体的气-液转变和临界点附近的行为。     

依据微扰理论用链转子方程计算流体的热力学性质

本文综述了状态方程式的统计热力学基础,应用统计热力学的标准方法由配分函数导出状态方程,并用链转子方程编制了Fortran计算程序,在ACOS—4型计算机上计算了超临界气体、亚临界液体及小分子和大分子流体混合物的热力学性质。     

一种新的二元Lennard-Jones链式流体互扩散系数计算公式

在前期工作提出的Lennard-Jones链式(LJC)流体自扩散系数计算公式的基础上,将计算平衡性质物性参数的范得瓦尔斯混合法则尝试应用于迁移性质的计算中,提出了一种新的计算二元LJC流体互扩散系数的计算公式.公式不包含二元可调参数,物理意义更加明确.通过不同温度、组分范围的12对二元LJC流体的270个实验点对新的方法进行了验证,新公式计算结果与实验值的平均绝对偏差为6.98%.与其他计算方法的比较结果显示,该计算方法具有更高的精度.     

油藏原油中石蜡沉淀的模型化研究

考核了正规溶液理论、聚合物溶液理论和状态方程法计算石蜡沉淀的热力学模型 ,并进行了实例计算。计算结果表明 ,对于高压下的油藏流体及油罐油 ,采用状态方程法较适合。在所选用的 4个状态方程中 ,PT和DG状态方程计算精度较高 ,PT方程的稳定性最佳。     

油藏原油中石蜡沉淀的模型化研究

考核了正规溶液理论,聚合物溶液理论和状态方程法计算石蜡沉淀的热力学模型。并进行了实例计算,计算结果表明,对于高压下的油藏流体及油罐油,采用状态方程法较适合,在所选用的4个状态方程中,PT和DG状态方程计算精度较高,PT方程的稳定性最佳。     

描述流体临界区性质的状态方程及标度律方法

针对Ｐｅｎｇ—Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程及Ｆｏｘ提出的标度变换方法，作者提出了两点修正．修正后的Ｆｏｘ方法可以移动计算所得的临界点，并满足过渡区的理论要求．对１５种纯流体的近临界区（０．９８＞Ｔｒ＞０．８３）的汽、液两相密度及饱和蒸汽压的计算结果表明，所提出的方法较原始Ｆｏｘ方法更为合理地描述了流体在临界区附近的性质，同时可实现从远离临界区向临界区的平滑过渡     

超临界流体中声空化泡的特性研究

根据物质的临界点物性参数,提出了在超临界流体中人为植入空化核的原则和方法.从超临界流体静压力高、表面张力小、空化泡内无蒸汽等物性特点出发,根据瑞利模型分析导出了超临界流体的空化阈值.考虑超临界流体具有很强的可压缩性,结合其物性特点,给出了能够用于超临界流体空化计算分析的简化Gilmore方程.根据美国国家标准局提供的超临界二氧化碳流体的物性数据,拟合出密度-压力关系式及声速-压力关系式,并用于Gilmore方程的计算.计算分析了超临界二氧化碳流体中空化泡的初始半径、流体温度、声压幅值、声波频率等因素对空化过程的影响.研究表明:超临界流体的空化阈值与其静压力相当;超声波声压幅值超过超临界流体的空化阈值后,气泡在超声波作用下的运动特征与在水等常规液体中的空化泡运动特征相同.     

CPA方程结合RG理论计算甲醇、水、氨的性质

醇类、水、氨等流体在工业上有着广泛的应用,但由于氢键作用形成分子缔合,使用简单状态方程难以精确描述其热力学性质;而在近临界区,由于浓度涨落的长程关联,使其描述则更为困难。该文在CPA(cubic plus association)状态方程的基础上,用重整化群理论修正Helmholtz自由能来考虑涨落的影响,计算了甲醇、水和氨在近临界和远离临界点区域的p-ρ-T性质。结果表明:该方法显著改善了临界参数和近临界区的气液相平衡数据的描述情况,在单相区的预测精度也较高,适用于缔合流体热力学性质的研究。     

跨/超临界流体大涡模拟状态方程亚格子模型综述

随着高效率、大推力燃烧技术的发展，跨/超临界流体流动的情况在先进动力装置中日益增加。研究跨/超临界流体流动与燃烧具有重要的应用价值。由于真实工况下实验测量成本高、风险大，可得到的实验数据有限，使用大涡模拟(large eddy simulation, LES)可获取详细流场结构和燃烧动力学特性信息。跨/超临界流体流动过程中热物性参数经历非线性剧烈变化，须引入真实气体状态方程并修正现有亚格子尺度建模理论。该文讨论了工程计算中常用的真实气体状态方程及其适用条件，阐述了状态方程亚格子模型的发展思路与历程，总结了4种亚格子密度模型的原理和性能等，并指出了跨/超临界流体流动与LES未来可能的研究方向，为准确快速计算跨/超临界流体问题提供思路，进而支撑新一代先进动力系统的研制与开发。     

CO2原油体系中的PR状态方程改进方法

针对现有工程应用中的状态方程描述油藏条件下CO₂-原油非理想体系时不能同时兼顾精度和计算简便性要求的问题,开展了对PR立方型状态方程修正研究。基于热力学和流体相平衡原理,考虑温度、压力和非烃组分相互作用等影响因素,采用将无因次系数由常数项改进为与对比温度相关联函数项的方法,对PR状态方程进行修正,改善液体密度及重组分特征的预测效果。以油田现场油样实测组分数据为基础,在油藏温压条件下,对PR状态方程修正前后计算油气组分等参数的精度进行了对比。结果表明,新的状态方程在不失计算简便的前提下,计算精度显著提高,相对误差下降到5%以下,满足工程应用要求,在预测油藏条件下流体相态方面具有更好的实用价值,为CO₂驱数值模拟提供支持。     

烃类混合物及油气藏流体的粘度计算模型

根据ｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ单流体混合规则，将基于两参数Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程的流体粘度计算模型应用于烃类混合物及油气藏流体粘度的计算。     

一种修正的vdW状态方程在强极性流体中的应用

1980年Schmidt和Wenzel提出一个普遍化范德华状态方程,Iwai,Margerum和Lu对此方程加以改进,使极性流体的液体密度计算结果得到了改善。文中选用了一个依赖温度关系的新的表达式,并将方程中参数u看为与物性有关的参数。这样能使缔合性和极性流体的纯组分饱和蒸汽压计算值与实测值绝对平均百分偏差普遍地小于1％,此结果优于同类方程。     

含杂质CO2的管道输送

 作为CO₂捕集与封存的中间过程,管道输送是目前比较经济有效的CO₂输送方式。捕集到的CO₂通常含有氮气、氧气、甲烷、氩气、水蒸气等杂质,其对CO₂性质有不同程度的影响,进而影响CO₂的管输特性。采用Matlab 编程计算,利用Span Wag-ner 状态方程计算和分析了纯CO₂的物性参数(密度、黏度、比热等),对比了PR、SRK、BWRS 状态方程应用于CO₂物性计算的平均偏差,并以精度最高的PR 状态方程为基础,建立了一维可压缩流体管道模型,对含杂质CO₂管道在不同输送状态(超临界、密相、液态、气态)、不同杂质类型与含量、不同管道参数等条件下的管道稳态特性进行了研究。研究结果表明,PR 状态方程对于含杂质CO₂物性参数计算的偏差较小,在临界点附近也能有较高的精确度,可用于含杂质CO₂物性参数的计算;在相同输送条件下,CO₂管道密相输送的压降值最小、超临界状态输送的压降值次之、气态输送的压降值最大;杂质的存在使气液两相区的范围扩大,更容易出现两相流,增大摩阻。通过流动仿真,并与天然气管道对比,揭示了含杂质CO₂管道在多种稳态流动条件下的管道沿线参数变化规律。     

基于KHT程序的RDX基含铝炸药JWL状态方程参数预测研究

为预测炸药的JWL状态方程参数,根据KHT状态方程编制了KHT程序,计算得到的RDX基含铝炸药的爆轰参数与实验值具有良好的一致性,证明了KHT程序的可信性.在此基础上,利用KHT程序计算的爆轰产物等熵膨胀数据,对RDX基含铝炸药的JWL状态方程参数进行了预测.将预测的JWL状态方程参数输入到AUTODYN软件中,对1 kg RDX基含铝炸药水下4.7 m爆炸试验进行了数值模拟仿真,对比了不同爆距处冲击波压力峰值的试验值与仿真值,两者符合较好. 研究结果表明,利用KHT程序计算的等熵膨胀数据对JWL状态方程参数进行预测是可行的,预测的参数是可用的.      

一个通用的类氩流体物态方程

为了更好地研究类氩流体的性质,采用理论推导和数值计算方法,通过修正van der Waals方程,加入了影响因子和另外一个参数,提出了一个通用的物态方程。包含了几个已知的物态方程,通过对参数的选择,给出了较好的相图。结果表明:对于类氩流体,由此物态方程所给出的理论结果与实验符合得很好。该研究对于研究类氩流体的一级相变具有一定的参考价值。