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多相流数值计算在化工工程中的应用多相流数值计算是一种以数学计算为基础，利用计算机编写的程序模拟现实工程中的多相流动过程的计算方法。
化工工程是多相流动最常见的领域之一，多相流数值计算在化工工程中的应用也逐渐得到了广泛的关注和重视。
一：多相流动的基本概念及其特点多相流动是指不同物质相（如气、液、固）在同一物理场内同时运动的现象。
化工工程中的多相流动形式包括气液两相、液固两相、气固两相和气液固三相，而这些特殊的多相流动在化工工程中往往具有不同的运动特性。
一个物理场的运动状态可以用流体力学方程组来描述，它由几个重要的量体积、速度、压力和粘度等组成。
但是，多相流动中不同相之间的作用关系复杂多样，使物理场的运动方程组极为复杂，让多相流动的数值计算变得困难复杂。
二：多相流数值计算在化工工程中的应用多相流数值计算在化工工程中的应用越来越广泛，其主要应用领域有气液动力学、化学反应工程、化工下游工艺及环保等方面。
以下分别对其进行介绍：1. 气液动力学气液动力学是化工工程中最常见的多相流动形式。
在气液两相的流动中，气膜剥离、气泡尺寸、压力误差等问题一直是工程设计中需要解决的问题。
多相流数值计算可以模拟气泡与液相之间的相互作用，有效地解决这些问题。
2. 化学反应工程化学反应工程中的反应物存在非均匀分布，且液相与气相之间的界面存在大量的相互作用。
利用多相流数值计算，可以模拟相变、固体颗粒运动、不稳定表面以及吸附等诸多问题。
3. 化工下游工艺化工下游工艺中涉及到化工流体的处理，因此多相流数值计算在这方面也得到了广泛的应用。
比如，可利用多相流数值计算对分离器的性能优化、对混凝沉淀反应的优化等进行仿真计算，从而指导现场工艺的实施。
4. 环保方面环保领域中的多相流动问题也异常复杂，例如气液两相传质的过程，在污水处理中垃圾分选等问题。
这些过程中，流体的运动状态和质量转移都是复杂而不可见的，利用多相流数值计算可以方便的获得流体的详细信息，以支持环保领域中的工程设计和决策制定。
多相流体力学模拟与优化计算多相流体力学模拟与优化计算是一种重要的研究领域，用于模拟多组分流体在复杂环境中的相互作用和流动行为。
这些复杂环境可以是工业过程、自然环境或生物系统。
通过对多相流动的建模和优化计算，我们可以研究和预测流体行为的动力学和传输特性，以便改进工程设计和优化。
多相流体是指由不同物态的物质组成的流体，例如气体-液体、液体-固体、气体-气体等。
这些多相流体具有不同的物理性质和相互作用方式，其流动行为往往更加复杂和难以预测。
而多相流体力学模拟与优化计算可以帮助我们深入了解多相流体的行为，并为解决实际问题提供有效的解决方案。
首先，多相流体力学模拟是通过数值方法对多相流体的动力学方程进行求解，以模拟和预测流体的运动和相互作用过程。
这需要建立合适的流体模型和边界条件，以及适当的数值算法，例如有限体积法、有限元法和格子玻尔兹曼方法等。
通过模拟多相流体在不同区域的速度场、温度场和浓度场等，我们可以揭示多相流体的流动规律和传热传质特性，为实际问题提供重要的参考。
其次，优化计算是多相流体力学模拟的一个重要应用方向。
通过改变流体模型、边界条件和优化算法等参数，我们可以寻找最优解或优化设计。
例如，在工业过程中，我们可以通过优化模拟来改进设备的设计和操作参数，以提高能源利用效率、减少排放和改善生产环境。
同时，优化计算还可以用于优化多相流体模拟的计算效率和精度，提高计算速度和准确性，以满足复杂问题的实时和实时响应需求。
在多相流体力学模拟与优化计算中，还存在一些挑战和难点。
首先，由于多相流体的流动行为复杂多样，建立准确的数学模型和边界条件是模拟的关键。
而不同的流场和相互作用现象可能需要不同的模型和算法，这需要针对具体问题进行合理选择。
其次，多相流体的计算规模大、计算复杂度高，对计算资源的要求较高。
因此，需要采用高性能计算平台和优化算法，以提高模拟计算的效率和准确性。
最后，多相流体模拟和优化计算的结果需要与实验数据进行验证和验证，以确保模拟的准确性和可靠性。
多相流领域的数值计算方法及应用随着工业化和科技的不断进步，多相流领域的研究和应用越来越受到重视。
物料在流动过程中会与其他物料或界面发生相互作用，这种复杂的流动状况被称为多相流。
多相流涉及到固体、液体和气体等不同物态的介质，因此其研究和应用需要使用复杂的数值计算方法。
一、多相流的特点多相流的研究和应用过程中涉及到很多行业，比如化工、能源、航空航天等领域。
多相流介质的物理性质不同，具有以下几个特点：1. 相互作用强烈不同相态的物料之间会发生相互作用，例如固体微粒在液体中的漂浮、液滴在气体中的破裂等。
2. 物料运动混乱多相流介质的物料运动速度和方向较难预测，因此多相流的运动模式通常非常复杂。
3. 传递规律复杂多相流介质中不同物料的传递规律复杂，例如液滴的运动、未熔化固体在熔体中的运动等。
4. 可能存在相变多相流介质因为具有不同物态的物料，因此可能存在相变现象，例如气体在液体中的溶解等。
二、多相流的数值计算方法多相流的复杂性使得其研究和应用需要结合各种学科，比如计算流体力学（CFD）、材料科学、传热学等。
在多相流的计算过程中，有两个重要的假设：连续介质假设和相间界面模型。
1. 连续介质假设连续介质假设认为多相流介质可以像单相流一样，被视为连续的流体。
在这种假设下，物理量如质量、动量、能量等可以通过微分方程来描述，以求解其全场的运动学性质。
2. 相间界面模型多相流中不同相态物质的相互作用，使得相界面的存在成为一大难点。
通过相间界面模型对相变的过程和相界面的运动进行数值模拟，从而模拟多相流介质中不同物理量的分布和传递规律。
目前，常见的多相流计算方法包括欧拉方法、拉格朗日方法和欧拉-拉格朗日复合方法。
3. 欧拉方法欧拉方法模拟多相流介质中的物理量在时间和空间上的分布规律。
该方法将不同相态之间的相互作用描述为源项，通过物理量的守恒方程，来求解多相流介质内各物理量的分布规律。
4. 拉格朗日方法拉格朗日方法着重于对多相流介质中物体的运动轨迹进行跟踪和计算。
多相流变物性参数模型建模与实验验证随着科学技术的不断发展，多相流体的研究和应用越来越受到关注。
多相流体是指由两个或两个以上的物质组成的流体，例如气体-液体、固体-液体等。
在多相流体的研究中，了解和准确估计流体的物性参数对于建立模型和开展相应的实验非常重要。
因此，本文将探讨多相流变物性参数模型的建模方法，并进行实验验证。
多相流体的物性参数包括密度、粘度、导热系数等，这些参数对于描述多相流体的流动特性和传热传质行为起到关键作用。
在建立多相流变物性参数模型时，我们首先需要考虑多相流体的组成和特性。
不同的多相流体可能有不同的物性参数变化规律，因此我们需要找到与特定多相流体相关的实验数据。
一种常用的建模方法是利用经验公式。
多相流体的物性参数可能与流体的组分、温度、压力等因素有关。
通过大量实验数据的收集和分析，可以建立与流体特性相关的经验公式。
例如，密度可以通过物质的物态方程和组成来计算，粘度可以利用类似于Einstein方程的经验公式进行估计。
这些经验公式可以帮助我们快速估计多相流体的物性参数。
另一种建模方法是根据物理机制进行建模。
多相流体的物性参数可能受到流体的微观结构和相互作用的影响。
通过理论推导和实验验证，可以建立基于物理机制的模型。
例如，对于气泡在液体中的运动，可以使用Stokes定律来估计气泡的终端速度，并结合物质守恒原理计算多相流体的平均密度和粘度。
这种基于物理机制的建模方法可以提供更准确的结果。
在建立多相流变物性参数模型后，我们需要进行实验验证。
通过选择合适的实验装置和操作条件，可以模拟实际的多相流动情况。
例如，可以利用旋转流变仪来研究液-固多相流体的黏度变化，通过改变固体颗粒的浓度和尺寸来探究其对流体流变性能的影响。
实验结果可以与模型预测进行比较，从而验证模型的准确性和适用性。
当然，在进行多相流变物性参数模型建模与实验验证时，还需要考虑一些限制和挑战。
首先，多相流体的物性参数与流体的状态有关，需要在不同的温度、压力和浓度下进行研究。
多相流动的基础知识和数值模拟方法多相流动是指在同一空间中存在两种及以上物质的流动现象。
在工程领域中，多相流动具有广泛应用，如化工反应器中的气液流动、石油勘探中的油水混合流动等。
本文将介绍多相流动的基础知识，并探讨一些常用的数值模拟方法。
一、多相流动的分类多相流动可以根据不同的分类标准进行分类，常见的分类方法包括：1.根据组分：固液流动、气液流动、固气流动等；2.根据速度：稳定流动、不稳定流动、湍流等；3.根据形态：离散相、连续相、两相界面等。
二、多相流动的基础知识1.多相流动的基本方程多相流动的基本方程包括连续性方程、动量方程和能量方程。
在连续性方程中，考虑到多相流动中各相的质量守恒关系；在动量方程中，引入各相之间的相互作用力和速度差等因素；在能量方程中，考虑到各相之间的相变、传热等现象。
2.多相流动的相互作用多相流动中的不同相之间存在相互作用力，如液固两相之间的颗粒间碰撞力、气液两相之间的表面张力等。
这些相互作用力对多相流动的行为和特性具有重要影响。
3.多相流动的模型为了更好地描述多相流动的行为，研究者们提出了多种多相流动模型，如两流体模型、Eulerian-Eulerian模型和Eulerian-Lagrangian模型等。
不同的模型适用于不同的多相流动情况，选择合适的模型对于准确描述多相流动至关重要。
三、多相流动的数值模拟方法数值模拟是研究多相流动的重要手段之一，常用的数值模拟方法包括：1.有限体积法有限体积法是常用的求解多相流动的数值方法之一，它将流动域划分为网格单元，通过离散化各个方程，利用差分格式求解模拟区域内的物理量。
2.多尺度方法多尺度方法考虑到多相流动中存在不同尺度的现象和作用力，通过将流动域划分为不同的区域进行求解，以更好地描述多相流动的行为。
常见的多尺度方法有多尺度网格方法和多尺度时间方法。
3.相场方法相场方法是一种常用的描述多相流动界面的方法，它通过引入相场函数来表示相界面，并利用Cahn-Hilliard方程等对相场函数进行求解，从而获得界面位置和形状等信息。
传热过程中的多相流场数值计算传热是我们生活和工作中经常涉及到的一种物理过程，它涉及到能量的传递和转化。
在传热过程中，多相流场计算是非常重要的一个问题。
这是因为在实际生产和工程中，多相流场的存在是非常普遍的，比如液体和气体，固体和液体等。
在多相流场中，不同物质的速度和浓度存在较大的差异，这会对能量传递和转化产生很大影响。
因此，在进行多相流场数值计算时，需要对各种物理现象和复杂的相互作用进行系统建模和计算。
首先，多相流场数值计算需要对物理过程进行建模。
这包括液体和气体之间的相互作用、固体和液体之间的相互作用等。
这些物理过程的建模可以基于牛顿定律、热力学原理等基本公式进行。
同时，还需要考虑各种流体力学现象，如湍流效应、边界效应等。
其次，在进行多相流场计算时，还需要使用各种数学计算方法和数值模型。
这些计算方法可以包括有限元法、有限体积法、谱方法等。
这些数值方法和模型可以帮助我们处理流体流动和相互作用的复杂性。
最后，进行多相流场数值计算还需要对计算结果进行分析和评估。
这可以通过比较实验结果和计算结果进行。
同时，还可以考虑各种参数对计算结果的影响，以寻找最佳计算方案。
在现实工程中，多相流场数值计算已经广泛应用。
比如在天然气输送、冶金工艺、核工程等领域中，都需要进行多相流场计算。
这种计算可以帮助我们找到最佳的控制方案和优化方案，以提高工业生产效率和环境保护效果。
总之，多相流场数值计算是一项非常重要的工作，它在实际生产和工程中有着广泛的应用。
这个领域还有很多待探索的问题，比如如何进一步提高计算精度和稳定性等。
我们需要不断探索和创新，才能将多相流场数值计算应用于更多的领域和实际工程中。
多相流动的数值模拟引言在石油、化工、冶金等领域，多相流动是一类十分重要的现象。
它对于流体力学、化学反应等方面的研究都有着重要的意义。
在实验室内研究多相流动往往受到条件的限制，因此人们常常借助数值模拟的方法来探究多相流动的规律。
随着高性能计算技术的进步，多相流动的数值模拟得到了显著的发展。
概述多相流动是指两种以上物质同时存在于同一空间内、流动行为相互影响的现象。
其中流体中两相之间相对运动存在的现象称为相互作用。
两相之间的相互作用表现为牛顿第三定律：相互作用力相等，方向相反。
多相流动的计算方法目前主要有多介质方法、连续介质方法等。
多介质方法：将流体划分为两个或以上相分离的单相流，依据一个对象在单相流中的位置，判定该对象处于哪个相中，并且根据两相之间物质交换规律，计算两个相之间的相互作用和传质传热情况。
多介质方法的优点是可以明确地区分出多种物质，但是在相界面上，流体速度及物理量的梯度会达到无穷大，时间步长受到的限制较大。
连续介质方法：将两个相或多个相混合在一起作为一个流体进行数值模拟。
连续介质方法将相互作用作为成分间的扩散流。
连续介质方法的优点是计算机容易处理，且时间步长相对较大。
缺点是得到的结果是平均化的量，难以表达相之间的详细信息。
多相流动的数值模拟方法主要有欧拉法、拉格朗日法和欧拉－拉格朗日方法。
欧拉法：与连续介质方法相似，欧拉法以物质点的质量为基础来进行计算。
以两相为例，沿任何一条雷诺迹线，可以得到该点处气相和液相的不同体积分数。
欧拉法的优点是可以精确的描述流体的宏观特征，计算快速简单，缺点是欧拉法忽略了颗粒之间的相互作用。
拉格朗日法：是以颗粒为基础，采用颗粒运动方程和颗粒轨迹计算颗粒的定位和速度。
拉格朗日法的优点是可以精确的描述颗粒间的相互作用，计算精度高。
缺点是需要像物理颗粒模型这样的复杂的计算，计算量很大。
欧拉-Lagrange方法：欧拉-Lagrange方法采用欧拉法描述流体的运动，采用Lagrange法描述颗粒间的相互作用。
多相流的数值计算方法及应用多相流是研究两种或两种以上物质在同一空间内同时运动的流体力学问题。
通常，这些不同物质具有不同的性质，如密度、粘度、界面张力等。
在现实生活中，液体-气体两相流、固体-气体两相流和液体-固体两相流等都是常见的多相流现象。
由于多相流的复杂性，很难通过实验或经验法则进行分析和预测，因此数值计算方法成为研究多相流的必要手段。
多相流数值计算方法的进展多相流的数值计算方法主要包括欧拉方法和拉格朗日方法两种。
在欧拉方法中，各相的平均速度和平均状态变量在空间和时间上被模拟。
在拉格朗日方法中，物质的运动轨迹通过求解单个物质的速度和位置来模拟。
欧拉方法适用于高浓度分散相的多相流，而拉格朗日方法适用于较低浓度分散相的多相流。
随着计算机技术的发展，数值计算方法已经达到了越来越高的精度和复杂度，同时也具有了更广泛的应用。
构建数值模型所需的软件、计算资源和计算技术等方面都取得了重大进展。
以欧拉方法为例，目前常用的方法包括基于有限体积法、有限元法、谱方法、网格法以及混合方法等。
在这些方法中，基于有限体积法的方法最为常见。
而在拉格朗日方法中，最常见的方法是以质点法（PPM）为代表的基于粒子的方法和以Feynman-Kac方程为基础的Monte Carlo方法。
多相流数值计算方法的应用多相流在实际生产和生活中有着广泛的应用。
通过对多相流的数值计算模拟，人们可以更好地理解多相流的现象并加以优化，其中的一些应用包括：1.船舶航行在低温海洋环境下，水下的冰霜容易固定在船舶舞台上，导致航行受阻。
借助数值计算方法，研究者可以模拟冰霜在船身表面的生长过程，并提供适当的解决方案，以优化航行效率。
2.原油运输原油运输管道内经常存在较高浓度的沉积物，这些沉积物不仅增加了系统的能量损失，并且会影响燃油的品质，同时也影响了原油的采集和精炼。
基于多相流数值计算方法的优化设计，可以实现管道系统的流体化，并提高生产效率。
3.化学反应器在化学反应器中，反应液的不同组分往往对应着液体、气体以及相变等多种现象。
多相流动的物理模型与计算模拟随着科技的不断进步，能够为人们提供更多的便利和创造更多的价值。
在很多领域，科技的进步都离不开计算模拟，尤其是在多相流动的研究方面。
所谓多相流动，是指两个或两个以上的相互作用并占据同一场空间的流体系统。
在化工、石油、制药、食品等工业领域，多相流动是非常常见且重要的现象。
对多相流动的研究和模拟可以提高工业生产效率，降低成本，同时还有助于环保和安全生产。
以下我们将探讨多相流动的物理模型和计算模拟。
一、物理模型在对多相流动进行计算模拟时，需要建立相应的物理模型。
物理模型是描述多相流动系统运动规律和物理状态变化的一组方程，通常包括质量守恒、动量守恒和能量守恒方程等。
这些方程可以描述多相流动中液体、气体、固体颗粒等相互作用的物理过程和特性。
在物理模型中，还需要对多相流动的物理现象进行描述，如气泡的运动、颗粒的运动、界面的扩散等。
为了更好地描述多相流动的物理现象，还需要考虑相互作用力和相变过程等复杂的物理现象，以提高对多相流动系统的模拟精度。
二、计算模拟在多相流动领域中，计算模拟是一种非常重要的研究手段。
计算模拟可以通过建立物理模型和数值计算方法等，对多相流动系统的相互作用、流动过程、物质传递等不同方面进行模拟分析。
目前，多相流动的计算模拟方法主要分为两类，分别是欧拉-拉格朗日方法和欧拉-欧拉方法。
欧拉-拉格朗日方法在模拟中将液体和颗粒等物质视为不同的物理实体，用两个不同的速度场描述其运动情况，通过追踪颗粒的位置、速度、力等变量来计算弥散现象和碰撞结果；而欧拉-欧拉方法则将多相流体看作一个单一的流体，对其宏观流动状态进行描述，基于均质模型进行多相流动的模拟。
总的来说，欧拉-拉格朗日方法适用于小颗粒浓度和高相变率的情况，可以考虑颗粒形变、表面张力、相变、分散相排斥等复杂的物理现象；而欧拉-欧拉方法适用于高颗粒浓度和低相变率的情况，通常不考虑颗粒形变和表面张力，但可以模拟大规模颗粒流。
多相流体的数值模拟及计算方法随着科技的不断发展，数值模拟成为了多领域科学研究的重要手段。
在工程领域中，多相流体的数值模拟显得尤为重要，因为多相流体系统中的相互作用十分复杂，实验条件受到限制，因此数值模拟成为了研究这些系统的主要手段之一。
一、多相流体的数值模拟多相流体包括两个或两个以上物理相或化学相的混合物，比如液体、气体、固体等。
在多相流流场中，不同相之间互相作用，流体间相互作用形成了复杂的流动现象，如空气中的雾、汽车燃烧室中的燃气和固体颗粒等。
如何对这些现象进行准确模拟，是工程领域中多相流体研究的一大挑战。
数值模拟在多相流体研究中的作用不言而喻。
数值模拟能够模拟多相流体流动的各种现象，如液滴、气泡、颗粒等运动轨迹、质量传递过程、界面着生和破裂过程等。
数值模拟方法主要有拉格朗日方法和欧拉方法两种。
拉格朗日方法主要适用于离散相数目较少、相互之间相对独立的情况。
该方法通过在每个离散相质点上解运动方程来描述相的运动，然后通过在每个极小团上解质量、动量和能量守恒方程来描述其与流体场的相互作用。
而欧拉方法适用于离散相数目较多或相互依赖较多的情况。
该方法将全多相流看做是一种非连续的流体，将其称为“均相流”。
根据物理实验数据的观察和分析，多相流体的数值模拟可以分为不同的模型，如气-液两相模型、沸腾模型、涡流破碎模型、松弛模型等，而不同的模型又需要不同的求解算法。
二、多相流体数值模拟的计算方法在多相流体模拟中，需要解决连续相和离散相之间的相互作用，因此需要涉及到两套计算方法。
前者是连续相计算，主要基于欧拉方法；后者则是离散相计算，主要基于拉格朗日方法。
两种方法的计算过程都十分复杂，需要对流场的参数进行求解。
多相流的数值模拟使用的计算方法有：有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）。
FVM是应用广泛的计算数值方法，它将集成区域划分为有限数量的小单元，然后使用控制方程组来求解每个单元的值。
FEM则是将连续体分成小单元，通过建立节点来对其进行离散化。
FLUENT计算两相流相关问题：通常把含有大量固体或液体颗粒的气体或液体流动称为两相流；两相流的研究：对两相流的研究有两种不同的观点：一是把流体作为连续介质而把颗粒群作为离散体系；而另一是除了把流体作为连续介质外，还把颗粒群当作拟连续介质或拟流体。
引入两种坐标系：即拉格朗日坐标和欧拉坐标，以变形前的初始坐标为自变量称为拉格朗日Langrangian坐标或物质坐标；以变形后瞬时坐标为自变量称为欧拉Eulerian坐标或空间坐标。
离散相模型FLUENT在求解连续相的输运方程的同时，在拉格朗日坐标下模拟流场中离散相的第二相；离散相模型解决的问题：煤粉燃烧、颗粒分离、喷雾干燥、液体燃料的燃烧等；应用范围：FLUENT中的离散相模型假定第二相体积分数一般说来要小于10-12%（但颗粒质量承载率可以大于10-12%，即可模拟离散相质量流率等大于连续相的流动）；不适用于模拟在连续相中无限期悬浮的颗粒流问题，包括：搅拌釜、流化床等；颗粒颗粒之间的相互作用、颗粒体积分数对连续相的影响未考虑；湍流中颗粒处理的两种模型：Stochastic Tracking，应用随机方法来考虑瞬时湍流速度对颗粒轨道的影响；Cloud Tracking，运用统计方法来跟踪颗粒围绕某一平均轨道的湍流扩散。
通过计算颗粒的系统平均运动方程得到颗粒的某个平均轨道。
多相流模型FLUENT中提供的模型：VOF模型(V olume of Fluid Model)混合模型(Mixture Model)欧拉模型(Eulerian Model)1.VOF模型(Volume of Fluid Model)VOF模型用来处理没有相互穿插的多相流问题，在处理两相流中，假设计算的每个控制容积中第一相的体积含量为α1，如果α1=0，表示该控制容积中不含第一相，如果α1=1，则表示该控制容积中只含有第一相，如果0<α1<1，表示该控制容积中有两相交界面；VOF方法是用体积率函数表示流体自由面的位置和流体所占的体积，其方法占内存小，是一种简单而有效的方法。
第9章多相流的数值解法1.1 多相流基本概念1、两相流2、多相流3、流型4、多以特征5、表征多相流的物理量6、主导方程式与相界面条件7、平均化处理(连续流体、非连续流体)混合模型(均匀混合、滑移流、漂移流)两流体模型9.1 多相流控制方程1、均匀混合模型2、漂移流模型3、二流体模型9.2 多相流本构方程和状态方程1、流型与转变条件2、气液交界面浓度3、气泡与液滴行为4、相间动量传递5、相间动量传递6、相间质量传递9.3 多相流数值解法1、显式法2、半隐式3、全隐式9.4 多相流的现状及课题9.4.1 基本概念●气体与液体●气体与固体●液体与固体二相：两相流流动状态：泡状流：液体为连续介质雾状流：气体为连续介质块状流：相对比较大环状流：annuler flow数值计算方面的特点：特征长度，特征时间完全不同的相共存的方面本质上是个不稳定过程(气泡形状、数量、大小位置在变)，因此，需要综合考虑各个相的主导方程和合适的数值解法以。
气体：可压度数大气压1/1000液体:不可压热容量液大多相流特征：泡状流的音速< 气体、液体(流速/音速)混合密度>> 气体注意：寻找数值计算上对Ma数而言稳定的方法。
表示多相流的物理量1、空泡份额，空隙率2、质量比，含汽量3、滑速比4、平均量主导方程式：连续介质----可以微分多相流----存在不连续但是，如每个相是连续的，可为每相建立各自的守恒式。
相交界面作为边界条件，边界面条件。
质量：动量：能量：由于相间不连续，交界面的复杂性，不易求严密的解。
平均在处理* 一定时间，空间范围内的平均化* 气液作为单独相处理*相间质量、动量、能量使用适当的本构关系式：1、流体模型2、混合模型作为一相混合体处理，* 均质流模型* 滑移流* 漂移流二流体模型控制方程(统计平均化)质量：动量：能量：本杨方程：随流型不同而不同。
1．界面动量传输关系式气汽流：大小用临界We数来利别2．界面能量传输3．界面质量传输：多相流的数值解法：* 显示法* 半隐式* SIMPLE法的应用* 完全体积法9.4.2 多相流控制方程1、混合模型2、Meyer方法----滑移比模型气液间滑速比3、混合模型的闭合3个微分方程通常独立函数①②注意：状态方程式，只适用各个独立相，不能用于混合相③④⑤4、本构关系式9.4.3 漂移流模型1、基本概念局部体积流速漂移速度2、控制方程混合物气相：动量：混合：能量：本构方程：闭合：9.4.4 两流体模型1、控制方程2、压力模型和单一压力模型3、守恒形式和非守恒形式能量方程的的表示4、闭合式：界面速度气泡流雾状流：界面相间压力通常界面能量：9.4.5 本构方程界面浓度五、两相流数值解法SOLA—ICE法----半隐式二流体模型解法：质量能量(1) 状态方程：(2) 相间交换量(3) 摩擦力等本构式(4) 动量方程----流速、压力关系式(5) 压力修正方程函数(6) 解压力修正方程(7) 速度、修正(8) 重复、使力、收敛(9) 方程(10) 检验(11) 能量方程子数(12) 求解能量方程(13) 能量收敛混合模型的推导：基于体积之守恒：能量式的展开----焓的表示①外守恒式单个：②h的形式。
原油密度计算公式分析与评价
摘要：随着油气田的勘探开发逐渐转移到海洋、沙摸、极地等自然环境恶劣的地区，多相流技术得到了越来越广泛的应用。
而物性参数是多相流分析的基础。
不论采用何种分析模型，都要用到诸多热物性参数。
其中，原油密度是油气输送过程中最基础又是最重要的物性参数，对于分析和研究多相流具有重要意义。
本文比较分析在不同状态条件下原油密度的计算公式，为研究多相流技术做好必要的准备。
关键词 原油密度 脱气原油 溶气原油
1 引言
进入21世纪以来，随着中国东部和西部地区油气田的进一步开发和国外油气资源的引入，我国油气管输技术有了很大的发展。
其中，多相流技术在国民经济和人类生活中的地位日益重要。
确实在实际的输送过程中，输送的流体多数情况下是多相流，为了建立较为合理的模型，在各种模型下计算流体的各物性参数，为工程设计提供数据。
而原油密度是油气输送过程中最基础的物性参数。
原油密度计算分为脱气原油密度计算和溶气原油密度计算。
2 原油密度计算
2.1 脱气原油密度计算 2.1.1 简单查表计算方法
如果已知20℃原油的密度，在20℃±5℃温度范围内可用下式计算：
(2.1)
式中：ρt ——温度为t ℃时的原油密度，kg/m 3； ρ20——温度为20℃时的原油密度，kg/m 3； α——原油平均密度温度系数，kg/m 3.℃； t ——原油的实际温度，℃。
α的值从表1-1中查得。
表1-1 原油平均密度温度系数
)20(20t --=t αρρ
上式算出的值不精确而且适用温度窄，虽然可以满足一般的工程计算，但不适用
交接计量和销售计算。
【1】 2.1.2 精确计算方法
如果已知20℃原油的密度，则0～50℃内的密度可以按下面的公式计算：
(2.2) 式中：ρt ——温度为t ℃时的原油密度，kg/m 3；
ρ20——温度为20℃时的原油密度，kg/m 3； t ——原油的实际温度，℃。
ξ——温度系数，kg/m 3.℃。
(2.3)
在20～120℃范围内原油的密度为： 20
1(20)
t t ρρα=
+-
(2.4)
当0.78≤20ρ≤0.86时 3320(3.083 2.63810)10αρ--=-⨯ 当0.86≤20ρ≤0.96时 3320(2.513 1.97510)10αρ--=-⨯
精确计算方法给出了直接的表达式，只要给出一定的条件，就能精确的计算原油的密度，误差相对较小，两种计算方法大体相同，主要区别点在于温度系数的处理上。
2.2溶气原油密度计算
溶气原油密度按下式计算 (2.5) 式中： ρo ——脱气原油密度，kg/m 3；
ρa ——工程标准状态下空气的密度，kg/m 3；
Δgs ——溶入的天然气相对于工程标准状态下空气的相对密度；
o ∆—— 脱气原油对水的相对密度。
3 结论
)20(20t --=t ξρρ)(1a gs s o '
o ρρρ∆+=R B 20
00132.0828.1ρξ-=43818
.408779.4)00393.000379.0(o o s gs
+∆--∆=∆R
原油密度计算分为脱气原油密度计算和溶气原油密度计算。
①对于脱气原油密度计算，精确计算方法比查表法计算更加准确。
在实际计算中应优先考虑。
当原油温度在0～50℃范围内时，采用公式（2.2）和公式（2.3）；当原油温度在20～120℃范围内时，采用公式（2.4）。
计算程序代码见附件。
②对于溶气原油密度计算，采用公式（2.5）。
参考文献
[1]《石油和化工工程设计工作手册》编委会.油田地面工程设计第二册.东营：中国石油大学出版社，2010.828-829
[2]冯叔初、郭樱常、王学敏.油气集输.第一版.北京:石油大学出版社,1988.149。
附件：
以下是脱气原油密度计算程序代码。
# include<stdio.h>
#include<math.h>
void main ()
{
float t,ρt,ρ20,ξ,α;//t为温度，ρt为温度t时的密度，ρ20为20度时原油密度，ξ为温度系数；
scanf("%f ,%f ",&t,&ρ20);
if(0<t<20)
ξ=1.828-0.0132ρ20;
ρt=ρ20-ξ(t-20);
printf("%f \n",ρt);
else
if(20<t<120)
if(0.78≤ρ20≤0.86)
α=(3.038-0.002638*ρ20)*0.001；
else
if(0.86≤ρ20≤0.96)
α=（2.513-0.001975*ρ20）*0.001；
ρt=ρ20/(1+α*(t-20));
printf("%f \n",ρt);
}。
