流體參與了大多數(shù)地質(zhì)作用過程,除了氯鹽,富水地質(zhì)流體最主要的組分就是H2O、CO2和CH4,PVTx性質(zhì)、活度、化學(xué)勢、熱焓、相平衡等熱力學(xué)性質(zhì)是流體最基本的物理化學(xué)參數(shù),所以精確計算CO2（CH4）-H2O體系在廣闊的溫度壓力范圍（包括遠(yuǎn)臨界區(qū)和近臨界區(qū)）內(nèi)的PVTx和氣液相平衡,是研究流體地質(zhì)作用的基礎(chǔ),對于解釋流體包裹體分析測試數(shù)據(jù)有著重要價值,有助于確定各種成巖成礦過程的物理化學(xué)條件。流體在臨界點附近存在強烈的密度漲落,導(dǎo)致其熱力學(xué)性質(zhì)在臨界點附近具有奇異性。研究臨界區(qū)的奇異性,不僅對于正確理解和模擬地球和其它行星內(nèi)部的許多地質(zhì)過程有積極意義,而且對開發(fā)相關(guān)工業(yè)、推動環(huán)境工程、研究高溫高壓物理有實際價值。作者所屬課題組以前通過改進SAFT-LJ狀態(tài)方程建立了能夠精確計算H2O-CO2、H2O-CH4和CO2-CH4體系在較寬廣溫壓范圍的氣液相平衡和PVTx性質(zhì)的模型,但該模型的適用區(qū)域不包括近臨界區(qū)。本研究依據(jù)Wilson提出,后經(jīng)White等改進的重整化群理論,將SAFT-LJ方程與重整化群理論結(jié)合,建立SAFT-LJ+RG跨接模型,計算CO2（CH4）-H2O體系在近臨界區(qū)... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省211工程院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Ising格子的重整化過程（李以圭和陸九芳，2005）

第二章模型的基本原理13圖2.2SAFT-LJ狀態(tài)方程的分子模型（Sun和Dubessy，2010）Sun和Dubessy（2010，2012）、Sun等（2014）不僅考慮了偶極作用，還增加考慮四極-四極相互作用和偶極-四極相互作用對自由能的貢獻的貢獻，簡化了締合自由能的計算方程，改進和擴展了SAFT-LJ方程，方程形式以剩余Helmholtz自由能表達(dá)：polarassocchainsegidealresAAAAAAA（2.7）公式（2.7）等號右邊四項分別代表Lennard-Jones勢能模型描述的短程力作用、成鏈作用、締合作用和多極作用貢獻的Helmholtz自由能。將公式（2.7）改寫為無量綱的摩爾Helmholtz自由能形式：nRTAaresres（2.8）polarassocchainsegidealresaaaaaaa（2.9）a是無量綱的摩爾Helmholtz自由能，上角標(biāo)res代表剩余Helmholtz自由能，上角標(biāo)ideal代表理想氣體貢獻的自由能，上角標(biāo)seg代表Lennard-Jones鏈節(jié)間排斥力和色散吸引力對自由能的貢獻，上角標(biāo)chain代表屬于同一分子的球形鏈節(jié)間的成鏈共價鍵的貢獻，上角標(biāo)assoc代表分子間的締合作用，也就是氫鍵力對自由能的貢獻，對于非締合分子，assoca的值為零，上角標(biāo)polar代表多極作用，包括偶極-偶極相互作用、偶極-四極相互作用和四極-四極相互作用對Helmholtz自由能的貢獻，多極力是一個分子的偶極或四極矩與另一個分子的偶極或四極矩之間的長程作用，不同于短程的締合力。本研究考慮了H2O分子之間的偶極力作用、CO2分子之間的四極力作用、和H2O-CO2之間的偶極-四極作用。對于純CH4體系，考慮短程力作用sega和成鏈作用chaina，由于CH4分子的八極矩極小可以忽略，將CH4看做最簡單的鏈分子。對于純CO2體系，偶極矩為零，分子間仍有靜電相互作用，存在四極矩，考慮短程力作用sega、成鏈作用chaina和多極作用polara。對

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文38圖3.6純H2O體系的氣液共存曲線表3.4純H2O體系的氣液相平衡T(K)Pressure(bar)Density(l,mol/l)Density(v,mol/l)CalNISTDev.(%)CalNISTDev.(%)CalNISTDev.(%)600.00122.51123.45-0.76135.55536.048-1.373.91594.0434-3.15603.15127.91128.58-0.52135.18335.568-1.084.17854.2770-2.30605.00130.44131.67-0.93434.86535.277-1.174.24424.4223-4.03610.00139.11140.33-0.86934.12134.451-0.9584.62724.8497-4.59615.00148.11149.43-0.88333.33333.558-0.6705.07595.3371-4.89620.00157.74159.01-0.79932.46932.577-0.3325.57935.9009-5.45623.15164.18165.29-0.67231.88931.901-0.0385.92956.3061-5.97625.00167.76169.08-0.78131.48431.4780.0196.17036.5661-6.03626.00169.85171.16-0.76531.27531.2410.1096.32016.7145-5.87627.00171.95173.26-0.75631.06830.9950.2366.43306.8689-6.35628.00174.07175.38-0.74730.87130.7430.4166.63007.0299-5.69629.00176.23177.52-0.72730.65230.4810.5616.73947.1979-6.37630.00178.40179.69-0.71830.40030.2100.6296.94737.3737-5.79631.00180.58181.88-0.71530.14829.9290.7327.16627.5581-5.19632.00182.80184.09-0.70129.87529.6370.8037.37427.7518-4.87633.00185.08186.32-0.66629.60129.3330.9147.54927.9560-5.11633.15186.02186.66-0.34329.66729.2861.307.57117.9876-5.21634.00187.35188.58-0.65229.33929.0151.127.75728.1719-5.08635.00189.65190.86-0.63429.06528.6821.348.01988.4010-4.54636.00191.99193.17-0.61128.73728.3331.438.16218.6453-5.59637.00194.37195.50-0.57828.46327.9651.788.44668.9070-5.17

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本文編號：3623101