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申请/专利权人：成都理工大学

摘要：本发明公开了一种准平衡边界条件下CO2在液相中扩散系数计算方法，根据CO2扩散实验装置进行CO2在液相中的扩散实验，记录实验数据，获取实验压力变化曲线；构建CO2扩散的物理三维模型，确定扩散的物理三维模型用仿真参数、扩散系数初始值、边界条件和初始条件，求解得到CO2在不同时间、不同空间上的浓度场分布，获取数值模拟压力变化曲线，通过改变数值模拟过程中的CO2扩散系数拟合实验压力变化曲线与数值模拟压力变化曲线，在拟合度得到要求时，判定该条件下的CO2扩散系数为实际扩散系数，模拟结果更能满足实际情况，完全满足行业标准化分析测试要求，适合在工业实验室推广应用。

主权项：1.一种准平衡边界条件下CO2在液相中扩散系数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据CO2扩散实验装置进行CO2在液相中的扩散实验，记录实验数据，获取实验压力变化曲线；S2、构建CO2扩散的物理三维模型；S3、根据步骤S1中的实验数据，确定步骤S2中的扩散的物理三维模型用仿真参数；S4、设定CO2在液相中的扩散系数初始值；S5、确定步骤S2中的CO2扩散的物理三维模型的边界条件和初始条件；S6、对步骤S2得到的CO2扩散的物理三维模型进行网格划分；S7、根据步骤S4、S5得到的扩散系数初始值、边界条件和初始条件求解步骤S2得到的CO2扩散的物理三维模型，得到CO2在不同时间、不同空间上的浓度场分布，获取数值模拟压力变化曲线；S8、根据步骤S1得到的实验压力变化曲线与步骤S7得到的数值模拟压力变化曲线，通过改变数值模拟过程中的CO2扩散系数进行拟合，在拟合度得到要求时，判定该条件下的CO2扩散系数为实际扩散系数；所述步骤S5，边界条件为无通量边界条件，所述初始条件计算公式如下： bi＝0.086640RTcipci 其中，P0为初始系统压力，kPa；Pci为临界压力，kPa，CO2临界压力为7.38×103kPa；T为系统温度，K；Tci为临界温度，K，CO2临界温度为304.25K；V为气相的摩尔体积，m3kmol；R为气体常数，8.314kJkmol·K；C0为模型顶部CO2区域的初始浓度kmolm3；所述步骤S7，CO2在液相中扩散时，每一时刻的扩散量计算公式如下：M＝Cx,y,zdxdydzCO2在液相中扩散时，每一时刻模型顶部CO2区域压力计算公式如下： bi＝0.086640RTciPci 其中，P为系统压力，kPa；Pci为临界压力，kPa，CO2临界压力为7.38×103kPa；T为系统温度，K；Tci为临界温度，K，CO2临界温度为304.25K；V为气相的摩尔体积，m3kmol；R为气体常数，8.314kJkmol·K；Vg为模型顶部CO2体积，m3；N为初始时刻模型顶部CO2物质的量，mol；M为某时刻CO2扩散到液相中的量，mol；在气液界面处，CO2的浓度Cl可以通过下式计算得到： 所述CO2扩散实验装置包括CO2气瓶、第一平流泵、第二平流泵、第一柱塞泵、第二柱塞泵、扩散室和计算机压力采集系统；所述第一柱塞泵上端分别连接CO2气瓶和扩散室，所述第一柱塞泵下端连接第一平流泵；所述第二柱塞泵下端连接第二平流泵，上端连接扩散室，所述扩散室上部连接了计算机压力采集系统；所述第一柱塞泵设有第一恒温装置，所述第二柱塞泵设有第二恒温装置，所述扩散室上设有第三恒温装置，所述第一柱塞泵上腔体内为CO2，下腔体内为水；所述第二柱塞泵上腔体内为原油，下腔体内为水；所述CO2气瓶和第一柱塞泵之间设有第一阀门，所述扩散室与第一柱塞泵之间设有第二阀门，所述扩散室与第二柱塞泵之间设有第三阀门，所述第一柱塞泵与第一平流泵之间设有第四阀门，所述第二柱塞泵与第二平流泵之间设有第五阀门。

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