PR导热系数普遍化模型及其精度预测分析

在原PR导热系数模型基础上,改进建立了一个PR导热系数普遍化模型,在温度80～1 400 K和压力0.1～350 MPa内对油气藏流体中常见的22个纯组分的气、液相导热系数总共3 263个数据点进行了拟合,总平均相对误差为7.34%.对13个二元和三元混合物总共260个数据点预测的总平均相对误差为7.94%;对3个石油馏分总共22个数据点导热系数预测的总平均相对误差为9.68%.对极性纯物质的总共810个数据点预测的总平均相对误差为6.86%;对极性二元混合物的共439个数据点预测的总平均相对误差为6.03%.该模型的计算精度明显优于石油工程中常用的导热系数模型.     

高压流体气液相导热系数模型的建立

对温度Ｔ、导热系数λ和压力ｐ三者之间的关系进行了分析,建立了一个能够同时预测纯组分气液相导热系数的统一模型,它能够描述高压流体和超临界流体的导热系数随温度和压力的变化。在较宽的温度和压力范围内（Ｔ＝８０～１４００Ｋ,ｐ＝０．１～３５０ＭＰａ）,对油气藏流体中常见组分的气液相导热系数进行了计算,２２个组分３２６３个数据点的拟合结果的平均相对误差为１２．５３％。通过引入常规的状态方程混合规则,将模型拓展应用于混合物导热系数的计算,１３种二元和三元混合物２６０个数据点的平均相对误差为１１．１９％;对３个石油馏分２２个点导热系数的预测结果的平均相对误差为８．８９％     

液体混合物导热系数理想模型的建立及其应用

根据液体结构的特点,通过建立液体混合物导热系数的理想模型,发展了计算混合液体导热系数的新方法。对288种含水和非水液体混合物2060个数据点的拟合结果表明,计算值与实验值的一致性令人满意,平均误差0．98％,计算精度优于献方法。据此发展了一种根据纯物质导热系数预测混合液体导热系数的方法,预测结果的平均误差为1．69％,小于献方法的误差。     

高压流体气—液相导热系数模型的建立

对温度Ｔ、导热系数λ和压力ｐ三者之间的关系进行了分析，建立了一个能够同时预测纯组分气－液相导热系数的统一模型，它能够描述高压流体和超临界流体的导热系数随温度和压力的变化。在较宽的温度和压力范围内（Ｔ＝８０－１４００Ｋ，ｐ＝０．１－３５０ＭＰａ），对油气藏流体中常见组分的气－流相导热系数进行了计算，２２个组分３２６３个数据点的拟合结果的平均相对误差为１２．５３％。通过引入常规的态方程混合规则，将模型     

丙酮—三氯甲烷二元混合体系导热系数的瞬时测定

用瞬时法测定了２０℃和４０℃两个温度点下５个丙酮—三氯甲烷二元混合体系的导热系数，并且用５个已知导热系数的标准物质标定了装置，平均相对误差小于１％，实现了用计算机自动完成数据采集和处理，建立了导热系数与浓度的关联式，该法快速，便捷，测量时间为１ｓ，是快速分析混合物组成的有效方法     

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。对３种二元烃类混合物（甲烷丙烷、甲烷正丁烷和甲烷正癸烷）的粘度进行了计算,２４３９个数据点的平均相对误差为１６．７２％．计算了９种天然气及１７种油藏原油的粘度,其平均相对误差分别为９．８０％和１７．２９％．这种模型优于现有的油气藏流体粘度模型。     

多元含氮烷烃类混合工质迁移物性计算

采用基于对应态原理的混合工质迁移物性预测模型 ,对含氮烷烃类多元混合工质的粘度和导热系数进行了预测 .该模型通过引入混合规则 ,仅需输入混合工质各组分的分子量、偏心因子和临界参数即可预测混合工质的粘度和导热系数 .混合工质迁移物性表示为对比压力而不是对比密度的函数 ,可直接由温度、压力和混合物组成进行计算 ,简便可行 ,有效减少了密度对预测精度的影响 .应用于二元轻烃混合物及多元氮烃混合工质高压粘度的预测 ,平均绝对误差分别为 4 .1 3%和2 .1 3% ,二元混合物导热系数预测的平均绝对误差为 4 .4 7% .     

应用BP神经网络预测超临界CO2的摩尔体积

用BP神经网络，在1．017≤pr≤8．134和1．019≤Tr≤5．917的范围内，对798组超临界CO2的p—V—T数据进行训练和预测，预测160组，平均相对误差为2.01％；用RK、RKS及PR状态方程法计算这160组数据，平均相对误差分别为2．66％、3．24％和2．48％，表明神经网络法优于状态方程法。     

HFC混合物二元交互作用系数的关联与推算

结合Peng-Robinson（PR）方程与已有的实验数据对氢氟烃混合物（HFCs）二元混合工质进行了气液平衡计算，关联得到相关体系的二元交互作用系数。在此基础上建立了二元混合物交互作用系数的推算模型，该模型能近似给出多种HFC任意二元混合的交互作用系数，由此交互作用系数计算的气液平衡压力误差一般在2％内，能满足工程需要。     

计算不同温度和压力下液体导热系数的新方法

根据液体导热系数的变化规律，发展了一种计算不同温度和压力下液体导热系数的新方法，该方法适用于非极性液体，根据液体和脂肪醇、水等含氢键液体。应用两参数方程对３９种物质２２９４个数据点的计算结果表明，在相当宽的温度范围（至临界温度）和压力范围（至２２０ＭＰａ）内，导热系数计算值都接近实验值，平均误差仅１．５３％；对１４种饱和液体２２６个数据点的计算结果表明，导热系数计算值与文献推荐值的一致性令人满意，     

由FeO—V2O3和V2O3-SiO2二元相图提取活度

本文研究了在正规溶液的假设下,运用由二元相图提取活度的方法,分别计算了FeO—V2O3和V2O3-SiO2渣系相图在2500K温度下的活度。经加权平均计算,计算值和实验值的相对误差分别为13．34％和6．5％．这个精度处于Turkdogan提出的10％-30％的实验误差范围以内,可以作为进一步研究复杂含钒渣系时的热力学参考数据。     

R410A和R407C热力性质简化计算

采用隐式三次多项式拟合了R22主要替代工质R410A和R407C的热力性质,给出了形式统一的制冷剂热力性质简化模型,分析了隐式拟合过程中出现的分岔问题并提出了解决方法,从而进一步完善了模型的一致性和稳定性,与参考模型比较,该模型在饱和区的相对误差绝对值的最大值为0．19％,平均误差为0．07％,在过热区的相对误差绝对值的最大值为0．61％,平均误差为0．18％,计算速度平均提高一个数量级,适用于基于计算机辅助设计的产品设计和优化计算。     

用修正的Rackett方程计算纯物质和烃类二元混合物饱和液体密度

引用修正的Rackett方程和Chueh-Prausnitz混合规则计算纯物质和二元烃类混合物饱和液体密度。总的平均偏差分别为0.56％(5675个点)和1.41％(453个点)。其结果完全能够满足工程设计要求。     

CALPHAD modeling of molar volume

Databases concerning basic physical properties of materials, such as molar volume, density, thermal expansion coefficient, elastic constants, thermal conduc- tivity, etc., are essential parts of the underlying knowledge for materials design. While thermodynamic databases provide chemical driving forces and phase equilibrium data, physical property databases provide essential physical parameters, such as volume, lattice constant, lattice misfit, elastic energy, interfacial energy, etc., for phase transfor- mation and microstructure simulations. Combined with thermodynamic databases, physical property databases established on the basis of the calculation of phase diagram （CALPHAD） method can be used to calculate physical properties together with phase equilibria, phase fractions, phase compositions, and thermodynamic properties for multi-component and multi-phase material systems and for the constituent phases. In this paper, we will discuss in detail various volume models based on the CALPHAD method which are capable of describing experimental data in a wide range from cryogenic temperatures to melting points, from the atmospheric pressure to high pressures for pure substances as well as multi-component and multi- phase materials.     

石灰改良红黏土导热系数影响因素及模型预测

导热系数是研究温度场的重要参数,基于石灰与红黏土酸碱互损随时间的演化,利用瞬态热线法导热系数仪,研究含水率、干密度以及龄期对石灰改良红黏土导热系数的影响,并建立经 验函数和BP神经网络预测模型。结果表明：石灰改良红黏土的导热系数随含水率的增加呈指数增长,随干密度的增加呈线性增长;在15-27%含水率范围内,其导热系数平均增长53.87%;在1.25-1.65 g·cm?3干密度范围内,其导热系数平均增长87.06%;改良土导热系数随龄期的增加呈指数降低,降低速率逐渐减小,最终有趋于稳定的趋势,在龄期90 d范围内,导热系数平均降低16.6%。经验证分析,两种模型的整体误差均小于10%;可以很好的描述石灰改良红黏土的导热系数随影响因素的变化情况。该规律以及模型,可以为日后相同土样进行石灰改良提供参考。     

约束条件下石蜡-膨胀石墨复合相变材料热膨胀实验

采用水浴加热石蜡—膨胀石墨复合相变材料热膨胀压力试验装置,测试了约束条件下纯石蜡以及膨胀石墨质量分数分别为5％和10％的石蜡—膨胀石墨复合相变材料的膨胀压力.实验表明膨胀石墨的加入明显改善了石蜡—膨胀石墨复合相变材料的导热性能,使复合相变材料中石蜡的相变提前发生.膨胀石墨质量分数为5％和10％时,相变时间范围较纯石蜡相变时间分别缩短了30％和40％.膨胀石墨质量分数为5％时,石蜡—膨胀石墨复合相变材料产生的最大膨胀压力比纯石蜡相变产生的最大膨胀压力提高了25％,最大膨胀压力可达87.3 MPa.将石蜡—膨胀石墨复合相变材料用作驱动材料是切实可行的.     

垂直管中气-水-泡沫三相管流空隙率实验研究

空隙率是计算气-水-泡沫三相管流压力、温度的重要参数,准确预测气井中气-水-泡沫三相管流空隙率大小对泡沫排水采气工艺技术的高效实施及方案优化至关重要。目前关于气-水两相管流空隙率模型研究较多,而气-水-泡沫空隙率研究相对薄弱。因此本文通过开展气-水-泡沫三相空隙率测量实验,研究了泡排剂浓度、气量、液量对空隙率大小的影响规律。基于漂移模型,考虑泡排剂浓度、气液表观流速、密度、滑脱速度等参数,建立了适用于垂直管的气-水-泡沫三相管流空隙率模型,并分别利用145组实验数据和602组文献数据验证了模型的准确度,预测实验数据时平均相对误差2.24%,平均绝对误差2.47%,预测文献时平均相对误差-4.65%,平均绝对误差为6.21%,证明新模型计算精度较高,可满足工程需求,新模型的提出可为泡沫排水采气工艺技术的高效实施和方案优化提供理论指导。