地質(zhì)流體狀態(tài)方程的理論臨界條件及其對(duì)熱力學(xué)計(jì)算的影響.pdf

1、流體的熱力學(xué)性質(zhì)在臨界點(diǎn)附近具有奇異性，也稱為臨界現(xiàn)象或臨界效應(yīng)。臨界區(qū)內(nèi)流體熱力學(xué)性質(zhì)的精確模擬不僅有助于人們正確地理解或模擬地球和行星內(nèi)部的許多地質(zhì)過(guò)程，而且對(duì)相關(guān)工業(yè)過(guò)程的開(kāi)發(fā)、環(huán)境工程和高溫高壓物理的研究也很重要。狀態(tài)方程是表達(dá)流體壓力–體積–溫度(PVT)關(guān)系最常用的手段。現(xiàn)有的流體狀態(tài)方程絕大多數(shù)都是基于平均場(chǎng)理論，因而不能精確地表達(dá)流體的臨界現(xiàn)象。
　　過(guò)去幾十年里出現(xiàn)了很多針對(duì)（或可用于）地質(zhì)流體的狀態(tài)方程。其中有

2、許多方程的作者所聲明的適用范圍都涵蓋了純流體的臨界區(qū)，但一般都沒(méi)有關(guān)于方程在臨界區(qū)的精度的報(bào)道。有鑒于此，本文作者對(duì)一些具有代表性的常用地質(zhì)流體狀態(tài)方程在臨界區(qū)的偏差進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和分析。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)用狀態(tài)方程計(jì)算出純流體的理論臨界條件，同時(shí)根據(jù)壓力對(duì)密度的偏導(dǎo)數(shù)特征設(shè)計(jì)出一套簡(jiǎn)便、穩(wěn)定、通用的算法；
　　(2)計(jì)算和分析了各個(gè)方程在理論和實(shí)驗(yàn)臨界溫度及其鄰近溫度下的等溫線上的體積偏差；
　　(3)

3、以理論和實(shí)驗(yàn)臨界溫度及其平均值為界，將臨界區(qū)分為三、四個(gè)溫度區(qū)間；在此基礎(chǔ)上計(jì)算了各個(gè)方程在區(qū)間內(nèi)的體積偏差，分析了偏差與溫壓的關(guān)系。
　　(1)由狀態(tài)方程所得到的理論臨界溫度和壓力均高于實(shí)驗(yàn)值。結(jié)果，狀態(tài)方程在實(shí)驗(yàn)的超臨界區(qū)內(nèi)給出了一個(gè)兩相區(qū)。這顯然與事實(shí)不符。
　　(2)在理論和實(shí)驗(yàn)的臨界點(diǎn)附近，方程的體積偏差都很大；當(dāng)壓力逐漸遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)時(shí)，偏差急劇減小；在實(shí)驗(yàn)的亞臨界區(qū)或理論的超臨界區(qū)，當(dāng)溫度逐漸遠(yuǎn)離臨界溫度時(shí)，偏差也