多组分烃类混合物气液两相流格子玻尔兹曼模型.pdf

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1、石油勘探与开发2014年10月PETR0LEUMEXPLORAT10NANDDEVEL0PMENTVO1．41No．5633文章编号：1000—0747(2014)05—0633—08DOI：10．11698／PED．2014．05．17多组分烃类混合物气液两相流格子玻尔兹曼模型龚斌，刘玄，一，秦关(1．北京大学工学院能源与资源工程系；2．中国石化石油勘探开发研究院；3．美国休斯顿大学)基金项目：国家自然科学基金项目“基于分子动力学及格子玻尔兹曼理论的多相渗流模拟新方法”(51274014)国家高技术研究

2、发展计划“典型非常规油气藏数值模拟关键技术与软件开发”(2013AA064901)摘要：针对传统格子玻尔兹曼模型无法处理真实多组分混合物气液两相流的问题，提出了一种新的基于四参数(临界温度、临界压力、偏心因子、体积修正因子)状态方程的多组分格子玻尔兹曼模型。模型首先使用烃类混合物状态方程计算混合流体问作用力，并提出一种将混合流体作用力分配给各流体组分的方法，从而计算出混合流体中各组分所受作用力，再使用精确差分方法将组分作用力引入格子玻尔兹曼模型。同时为正确反应黏度变化对多相体系流动过程的影响，g』入LBC

3、(Lorentz．Bray．Clark)黏度模型计算混合流体的黏度。利用该模型，分别模拟了甲烷、乙烷、丙烷等多组分气液两相共存问题。新模型计算结果与使用逸度平衡方法获得的理论解吻合度较高，验证了新模型的正确性。图7表1参24关键词：格子玻尔兹曼；多组分烃类混合物；气液两相流；黏度模型；相平衡；数值模拟中图分类号：TE312文献标识码：AALatticeBoltzmannmodelformulti··componentvapor--liquidtwophaseflowGongBin．LiuXuan．QinG

4、uan’(1．DepartmentofEnergyandResourcesEngineering，PekingUniversity，Beijing100871，China；2．SinopecPetroleum·ExplorationandProductionResearchInstitute，Beij'ing100083，China；3．UniversityofHouston，Texas77004，usA)Abstract：Intraditionalmulti-phasemulti—componentLa

5、tticeBoltzmarm(LB)models，thephaseprope~iesespeciallythevapor-liquidequilibriumcalculationsfailedtomodeltheactualflowrealistically．Anewmulti-componentvapor-liquidtwophaseLBmodelthatinvolvesafour-parameter(criticaltemperature，criticalpressure，acentficfactor

6、andvolumeshiftfactor)equationofstate(EOS)isproposed．Thenewmodelemploysafour-parameterEOStocalculatetheforceoneachlatticeandthentodeterminetheforcebetweendifferentfluidphasesaccurately．Anaccuratedifferencemethodisproposedtointegratetheinteractionforceintot

7、heevolutionfimctionsofeachcomponent．Moreover,theLorentz-Bray-Clarkviscositymodelisimplementedtocalculatetheviscosityoflatticefluidaccordingtothecomponentdensity．Thenewmodelisvalidatedandappliedtoforecastthephasebehaviorofmethane，ethane，andpropanemixtureat

8、multipletemperaturesandpressures．Thesimulationresultsshowagoodagreementwithexperimentaldataandtheoreticalpredictions．Keywords：Lattice·-BoltzmannModel；multi--componenthydrocarbon；gas··liquidflow；viscositymodel；phasee