Lee-Kesler方程的计算机应用研究

本文完成了Lee-Kesler对比状态方程的计算机解法,以此为基础进而完成了Lee-Kesler法进行混合物汽液平衡性质计算的程序系统。对迭代初值、收敛性、迭代精度及其他有关情况做了讨论。从实验数据出发,通过参数优化将Lee-Kesler法从烃类扩展到某些特殊体系(如含氢、氮、氨和水等的体系),初步取得了一些满意可用的结果,为利用数据库扩展各种状态方程的应用范围摸索了一条途径。

天然气物性参数计算与移动应用程序设计

参考相关文献,整理出依据LKP状态方程计算天然气物性参数的公式与方法,。对比了目前常见的移动端开发模式的优缺点,选择以Cordova为移动开发框架设计了一款以LKP状态方程为计算方法的天然气物性参数移动应用程序。通过计算实例,将软件计算与现场实测对比,结果表明,该软件的计算结果与现场实际值相差较小,计算结果准确。证明了LKP方程计算各项物性参数计算的精确度较高,同时移动应用程序能够满足现场作业人员使用。

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。

使用状态方程计算天然气焦耳-汤姆逊系数

当气体在管道中流动时,遇到阀门、孔板等节流元件,由于压力显著降低形成节流现象,需要通过焦耳-汤姆逊系数预测温度的变化。对具有代表性的立方型状态方程,即Re dlich-Kw ong (RK)、 Soave-Re dlich-Kw ong (SRK)、 Pe ng-Robins on (PR)状态方程,以及多参数状态方程即Be ne dict-We bb-Rubin-Starling (BWRS)状态方程和对比态原理状态方程即Le e-Ke s le r-Plocke r (LKP)状态方程进行了焦耳-汤姆逊系数相关偏导数的推导,并给出了计算过程中涉及到的温度的一阶导数da/d T和Tda/d T公式及其单组分计算公式和多组分的混合规则。由具有代表性的状态方程推导出焦耳-汤姆逊系数公式,便于工程设计计算中使用。

气体流量测量时密度补偿的研究

气体流量测量常用的密度补偿是温度压力补偿。由于实际气体与理想气体之间的差异程度是用压缩因子描述的,因此,只考虑温度压力引起的密度补偿是不够的,一些气体的压缩因子因温度和压力的改变而偏离,当压缩因子的偏离值不等于1时,其对气体流量的影响就会超过精度的要求,从而产生误差。为此,针对通用的实际气体、天然气和蒸汽讨论了各种压缩因子的计算方法,并在计算机控制装置实施。因此,实际应用时,对气体流量测量必须要考虑压缩因子的影响。尤其是常用的蒸汽计量应用,提供的示例说明,当温度和压力改变时,密度的改变引起的精度有很大的改变,在实际应用时必须考虑。

实际气体压缩因子的应用

实际气体与理想气体有偏差,必须考虑压缩因子的影响。采用李和凯斯勒方程计算实际气体的压缩因子,并用PLC(可编程逻辑控制器)实现有关计算,解决了实际气体的密度补偿。

李-凯斯勒方程的牛顿-二分求解法

李-凯斯勒方程能够准确描述烃类多组分混合流体P-V-T(压强-体积-温度)性质,在稠油化学复合冷采过程中,李-凯斯勒方程常常被用于计算稠油的物性。通过对牛顿法和二分法进行优势互补,提出了基于最小自由能原理的李-凯斯勒方程牛顿-二分混合求解算法。该算法先是参照二分法的思路迅速从李-凯斯勒方程的定义域内搜寻出目标区间,随后利用牛顿迭代公式求解出区间内的实根及对应的吉布斯自由能,最后迭代这一过程直至自由能不再下降。牛顿-二分混合算法的优点包括:对初值不敏感,无需配合复杂的初值生成规则使用;收敛速度快,相较于二分法而言可以加速1~2倍;适用范围广,可同时适用于气相与液相流体。相较于牛顿法和二分法而言,牛顿-二分混合算法更适合嵌入各类模拟软件中进行混合流体的P-V-T性质计算。

天然气P－V－T性质的Lee－Kesler法电算

Ｌｅｅ－Ｋｅｓｌｅｒ查图法计算天然气Ｐ－Ｖ－Ｔ性质．准确度高、应用普遍，但只便于手算。将算图描样点转化为数据表，并采用二元三点插值，可使该法计算机化，其计算精度能满足要求。