运用方程预测汽液平衡下的饱和蒸汽压

运用Antoine方程、Lee-Kesler对比态方程和PR状态方程预测异丁烷的饱和蒸汽压,结果表明三个方程都有较好的精度。其中Lee-Kesler对比态方程计算更为简洁,适用的温度范围广等特点。     

混合工质临界性质的推算研究

采用五种不同的方法计算了四种不同二元混合工质的临界温度和临界压力,研究对比不同方法在推算二元混合临界性质时的精度。其中Peng-Robinson（PR）方程和Soave-Redlich-Kwong（SRK）方程,两种状态方程结合Heidemann等提出的临界点判据计算得到的临界参数与实验结果吻合较好。两种经验公式,改进的Chueh-Prausnitz（MCP）方法和Redlich-Kister方法,以及径向基函数神经网络（RBFNN）在计算混合工质的临界性质时也都有着较高的计算精度。对于临界温度的计算,PR方程、SRK方程、MCP方程、Redlich-Kister方程以及径向基函数神经网络计算结果的绝对平均偏差的最大值分别为1.82%、1.73%、0.95%、0.17%和0.20%。对于临界压力的计算,通过PR方程、SRK方程、MCP方程、Redlich-Kister方程以及径向基函数神经网络计算的绝对平均偏差的最大值分别为6.07%、5.04%、3.49%、1.90%以及0.67%。     

基于多种状态方程模型的冷凝法油气回收对比

冷凝法回收油气过程的模拟计算采用何种状态方程尚无定论,建立油气混合物相平衡模型和组分热物理参数模型,进行油气回收过程模拟的对比。相平衡模型主要由状态方程、物质的量平衡方程、热力学平衡条件方程和模型迭代步骤组成,状态方程包括SRK方程、PR方程、TJS方程和理想气体方程。模拟结果表明:状态方程选用SRK、PR和TJS方程,经实验数据验证,满足精度要求;将油气视为理想气体时,计算结果与实际气体状态方程的模拟结果相差较大,冷凝温度越高,偏差越大,油气混合物在冷凝过程中不能视为理想气体;SRK、PR、TJS和Aspen Plus的模拟结果比较一致,相平衡计算应优先选用SRK或TJS方程。     

基于多种状态方程模型的冷凝法油气回收对比

冷凝法回收油气过程的模拟计算采用何种状态方程尚无定论,建立油气混合物相平衡模型和组分热物理参数模型,进行油气回收过程模拟的对比。相平衡模型主要由状态方程、物质的量平衡方程、热力学平衡条件方程和模型迭代步骤组成,状态方程包括SRK方程、PR方程、TJS方程和理想气体方程。模拟结果表明：状态方程选用SRK、PR和TJS方程,经实验数据验证,满足精度要求;将油气视为理想气体时,计算结果与实际气体状态方程的模拟结果相差较大,冷凝温度越高,偏差越大,油气混合物在冷凝过程中不能视为理想气体;SRK、PR、TJS和Aspen Plus的模拟结果比较一致,相平衡计算应优先选用SRK或TJS方程。     

R-K-S方程在压缩因子计算中的应用

探讨了用R -K -S方程求解压缩因子的方法和适用范围 ,对比了R -K -S方程两种形式的特点 ,对计算精度进行了详细讨论     

LNG接收站蒸发计算状态方程选择

LNG物性参数是LNG接收站模型建立、工艺流程模拟计算及研究必不可少的基础数据。以国外实验数据为基础,采用Aspen HYSYS软件分析评价PR、SRK、LKP、BWRS状态方程对气液相组成、焓、密度等物性参数的预测结果,比选汽液相平衡和热力学参数的计算状态方程,建立了LNG接收站储罐蒸发模型,并比较了四种状态方程的准确度。结果表明：PR方程在汽液相平衡计算方面计算精度最高,相对误差为4.70%;LKP方程计算热力学参数最准确,预测误差为2.59%。综合考虑相平衡参数和热力学参数计算精度,PR方程精度最高,预测误差为3.77%。此外,PR方程对LNG储罐蒸发和储罐压力的模拟计算值与现场数据吻合度最好,因此LNG接收站蒸发计算推荐选用PR方程。研究结果对物性参数和LNG接收站蒸发计算状态方程的选择具有借鉴意义。     

基于不同状态方程预测气体水合物相平衡条件

气相逸度的计算结果会直接影响气体水合物相平衡条件的预测精度。基于Chen-Guo模型,选取RK、SRK、PR以及PT四种状态方程计算逸度,分别对甲烷、乙烷以及二氧化碳三种不同气体水合物在不同温度范围内的相平衡条件进行计算。结果表明：纯水条件下,RK方程最适合预测甲烷水合物相平衡条件,而PR方程更适合预测乙烷及二氧化碳水合物相平衡条件;对于冰中,SRK方程适合预测甲烷水合物的相平衡条件,PR方程适合预测乙烷水合物的,而RK方程更适合二氧化碳水合物的;对于甲烷水合物,低于218.2 K的预测是导致模型预测精度偏低的原因;对于乙烷水合物,需要提高低于230.2 K的预测精度;对二氧化碳水合物而言,提高对低于270.7 K的预测可以进一步提高模型预测精度。     

基于不同状态方程预测气体水合物相平衡条件

气相逸度的计算结果会直接影响气体水合物相平衡条件的预测精度。基于Chen-Guo模型,选取RK、SRK、PR以及PT四种状态方程计算逸度,分别对甲烷、乙烷以及二氧化碳三种不同气体水合物在不同温度范围内的相平衡条件进行计算。结果表明:纯水条件下,RK方程最适合预测甲烷水合物相平衡条件,而PR方程更适合预测乙烷及二氧化碳水合物相平衡条件;对于冰中,SRK方程适合预测甲烷水合物的相平衡条件,PR方程适合预测乙烷水合物的,而RK方程更适合二氧化碳水合物的;对于甲烷水合物,低于218.2 K的预测是导致模型预测精度偏低的原因;对于乙烷水合物,需要提高低于230.2 K的预测精度;对二氧化碳水合物而言,提高对低于270.7K的预测可以进一步提高模型预测精度。     

常用立方型状态方程系数的推导

为了更深入理解、掌握立方型状态方程,笔者将临界点特征微分式应用于多个经典立方型状态方程(vdW方程、RK方程、SRK方程、PR方程),借助微积分、迭代,分别求出方程中的常数,vdW方程中的a=(27R2TC2)/(64pC),b=(RTC)/(8pC);RK方程中的a=0.42748(R2TC2.5)/(pC),b=0.08664(RTC)/(pC);SRK方程中的aC=α(T)×0.42748(R2TC2)/(pC),b=0.08664(RTC)/(pC);PR方程中的aC=α(T)×0.45725(R2TC2)/(pC),b=0.07779(RTC)/(pC);求解出的常数与教科书中提供的数值一致。立方型方程系数的推导,学生较好地锻炼了区分变量的问题,能为其后续剩余性质、偏摩尔性质的学习打下坚实的基础。     

干气密封的实际气体焦耳-汤姆逊效应分析

干气密封系统中气体通过过滤器、阀门、孔板和密封端面等组件时会发生焦耳-汤姆逊(JT)效应,可能导致密封气温度降低,甚至出现液相凝析。焦耳-汤姆逊效应一般通过焦耳-汤姆逊系数来反映。针对干气密封常面临的氢气、氮气、空气和二氧化碳,利用VDW方程、RK方程、SRK方程和PR方程4个经典状态方程(EOS)分别计算了相应的焦耳-汤姆逊(JT)系数,并与文献实验数据进行了比较,选择最佳状态方程作出各气体的JT系数曲线和焦耳-汤姆逊反转曲线(JTIC),并利用编程计算出空气和氮气通过干气密封端面时,由于JT效应引起的气体温降。结果表明:实际气体的焦耳-汤姆逊效应,对干气密封的节流环节会产生重要影响。常温条件下,氢气发生致热效应,而氮气、空气和二氧化碳气体发生致冷效应。采用4种状态方程计算焦耳-汤姆逊系数时,RK方程的平均相对误差和最大相对误差最低且分别小于4%和10%。干气密封气体的实际气体焦耳-汤姆逊效应能引起较大的温度变化,其中气体介质压力比介质温度对温差的影响更大。压力较小时JT效应引起的温降可以忽略。     

二元醇/水溶液在渗透蒸发均质膜中的扩散模型

用交联聚乙烯酸膜对不同浓度的乙二醇/水溶液在不同温度下分别进行了渗透蒸发实验研究．针对小分子在致密膜中的扩散行为提出了一个新见解,并借用改进的Vigne方程得到了一个新的热力学扩散系数方程,用此方程结合Lee-Thods方程、Wilke-Chang方程、Vrentas和Duda改进的自由体积理论、扩散方程和溶胀平衡方程预测了水和乙二醇分子在不同温度下通过交联聚乙烯醇膜的渗透蒸发行为,其预测结果与实验值基本一致．     

干气密封的实际气体焦耳-汤姆逊效应分析

干气密封系统中气体通过过滤器、阀门、孔板和密封端面等组件时会发生焦耳-汤姆逊（JT）效应,可能导致密封气温度降低,甚至出现液相凝析。焦耳-汤姆逊效应一般通过焦耳-汤姆逊系数来反映。针对干气密封常面临的氢气、氮气、空气和二氧化碳,利用VDW方程、RK方程、SRK方程和PR方程4个经典状态方程（EOS）分别计算了相应的焦耳-汤姆逊（JT）系数,并与文献实验数据进行了比较,选择最佳状态方程作出各气体的JT系数曲线和焦耳-汤姆逊反转曲线（JTIC）,并利用编程计算出空气和氮气通过干气密封端面时,由于JT效应引起的气体温降。结果表明：实际气体的焦耳-汤姆逊效应,对干气密封的节流环节会产生重要影响。常温条件下,氢气发生致热效应,而氮气、空气和二氧化碳气体发生致冷效应。采用4种状态方程计算焦耳-汤姆逊系数时,RK方程的平均相对误差和最大相对误差最低且分别小于4%和10%。干气密封气体的实际气体焦耳-汤姆逊效应能引起较大的温度变化,其中气体介质压力比介质温度对温差的影响更大。压力较小时JT效应引起的温降可以忽略。关键词：干气密封;实际气体;状态方程;焦耳-汤姆逊系数;反转曲线     

天然气压缩因子计算及影响因素分析

天然气长输管道首端与末端之间往往会出现输差,输差是影响输气成本的一个最关键的因素。针对出现的输差问题,以天然气组分为基础,以压缩因子作为突破口,通过着重理解天然气压缩因子的解法与改进来得到控制输差。以BWRS方程为重点,通过Excel求得方程系数,然后从中解出气体密度,再代入气体状态方程中求得压缩因子。通过对天然气压缩因子的求解,得到影响压缩因子的主要因素,从而修正到天然气输量,以便减少输差。     

甲烷水合物分解热计算新方法

针对气体压缩因子计算精度制约了甲烷水合物分解热计算准确程度,从提高压缩因子计算精度和简单可行性出发,通过对复杂气体状态方程编程计算求取气体压缩因子,经与美国标准局数据对比发现Setzmann方程计算精度最高,应用于Clausius-Clapeyron方程计算水合物分解热,更接近于传统实验的量热法测试结果。同时,为了明确加入SDS对甲烷水合物分解热的影响,进行了室内合成实验,利用改进后的Clausius-Clapeyron方程计算了纯水条件下和含0.3%SDS甲烷水合物的分解热,结果表明,在285K下,含0.3%SDS条件下与纯水条件下合成的甲烷水合物分解热误差约为1.92%。     

预估火炸药寿命的数学模型及其计算

评论了预估火炸药及其制品的安全贮存寿命、使用寿命和可靠贮存寿命的数学模型和计算方法,包括常用的Arrhenius方程、Berthelot方程和温度系数方程及修正的Arrhenius方程、加速因子方程、多应力因素的Eyring方程、交变老化温度的累积损伤模型、BP神经网络法、结构寿命和可靠寿命的预估方法等。提出了简单快速的点斜法和单温度定时法,认为可以通过失效概率的所谓界限模型计算火炸药及其制品的可靠性和可靠贮存寿命。比较了一些计算方法,给出了Arrhenius方程和Berthelot方程预估寿命相等的条件,指出了这些方法或方程的使用范围,并举例说明了一些模型和计算方法的实际应用。附参考文献30篇。     

倾斜压差移动床中的气固流动

应用散体力学及多相流理论,分析倾斜压差移动床中的气固流动,推导出倾斜压差移动床的力平衡方程和空隙率方程,从而使计算固定床压降及气体流率的Ergun方程、Lewis方程及Kwank方程,可以普遍地适用于垂直和倾斜的移动床压降及气体流率的计算。 选用三种颗料状物料,在四种不同倾斜度的斜管中测定了不同负压差和固体流率条件下的气体流率。计算结果与大量实验数据吻合。     

甲烷的状态方程研究及应用

本文以MH方程为基础,用甲烷在90－400K,0．01－50MPa范围内的PVT数据,对方程的形式和常数进行显著性检验,得到了一个适用于气液两相的27常数方程。新的方不但较重现了PVT和汽液平衡性质,而且很好地预测了焓、熵和等压热容等性质。改进方程的计算结果达到或优于改进的BWR方程。可以作为甲烷的一个较满意的状态方程。     

立方型状态方程在R134a热力性质计算中的研究

比较了SRK方程,PR方程,童景山方程和苏志军方程4个通用立方型状态方程用于R134a饱和气、液的体积计算准确度。计算表明,在-50~90℃的范围内,童景山方程的计算偏差最小,饱和气与饱和液体积的计算值与文献值的平均偏差为1.63%和4.12%;PR方程的计算平均偏差为1.90%和4.76%;SRK方程平均偏差最大,为3.35%和18.64%;苏志军方程的计算偏差与PR方程基本相同,为2.00%和5.21%。结果表明,对于R134a来说,童景山方程的计算结果更加精确,更适合用于R134a热力性质的工程计算。     

超高压天然气压缩因子计算方法及其在气井压力计算中的应用

天然气压缩因子是天然气重要的物性参数之一,但是传统计算方法对于超高压天然气的计算存在较大误差.本文收集了超高压天然气压缩因子的实验数据,并将其进行拟合,得到了适用于高压天然气的压缩因子计算公式.并将这一公式应用于气井压力的计算当中,取得了较高的计算精度.     

环丙沙星-磷钼多金属氧酸盐的制备及热分解动力学

报道了环丙沙星与十二磷钼酸的多金属氧酸盐化合物,用元素分析、IR、TG-DTA等方法对其进行了表征,结果显示该化合物仍保持Keggin型结构特征。同时,采用TG-DTG技术研究了标题化合物在氮气气氛中的热分解机理及非等温动力学,它的热分解过程经历了3个阶段,其中间体和残余物运用TG-DTG、IR和XRD 技术进行了确证。采用Achar方程、Coats-Redfern方程、Kissinger方程、Flynn-Wall-Ozawa方程和Starink方程对非等温动力学数据进行了分析,得到了第3步热分解反应的机理函数、动力学参数和热分解反应动力学方程,其热分解反应过程受F3（化学反应）机理控制, 表观活化能为351 kJ·mol-1,指前因子为2.57×10 30s-1。