界面张力计算方法（一）

当混合体系的配比和种类繁多,需要建立合适的界面张力计算与预测模型以进行精确计算。界面张力的理论计算方法有:等张比容法、密度泛函理论、密度梯度理论以及线性梯度理论。

（一）等张比容法

等张比容模型（Parachor）是一种经验模型，被广泛应用于石油和天然气领域，它在1923年由Macleod提出。Macleod将纯物质的界面张力与两相密度差关联起来，计算公式如方程（1）所示。

（1）

式中,γ为界面张力,mN/m; 和分别为汽相与液相的摩尔密度,mol/cm³;K是一个与温度无关的常数。

1924年，Sugden对方程（1）进行了进一步发展，如方程式（2)所示。

（2）

式中，，称为等张比容系数。该系数一般由纯物质的界面张力数据回归得到。1986年，为了方便计算，Hugill和Welsenes通过研究将等张比容系数关联为临界温度、临界压力和偏心因子的函数。

后来，在方程（1）和（2)的基础上，Weinaug和Katz将方法拓展到了烃类混合物的计算中。如方程（3)所示。

（3）

式中，和分别为组分i的液相摩尔分数与汽相摩尔分数; 为纯组分的等张比容，可用于计算混合物的界面张力。界面张力作为一种界面性质，很大程度上依赖于两接触流液体间的组成。而方程（3）没有考虑组分间的相互作用，所以用于计算混合物的界面张力时有较大误差。

[1] Macleod D B. On a relation between surface tension and density [J].Transactions of the Faraday Society,1923，19: 38-41.

[2] Hugill J A, Van welsenes A J.Surface tension: a simple correlation for natural gas + conensate systems [J].Fluid Phase Equilibria，1986:383-390.

[3] Weinaug C F, Katz D L. Surface tensions of methane-propane mixtures [J].Industrial & Engineering Chemistry,1943,35(2): 239-246.

[4] Danesh，Ali. Pvt and phase behaviour of petroleum reservoir fluids [J].Developments in Petroleum Science,1998,11(1): l-3.

[5]李琳.CO_2驱油技术中CO_2-烃类体系界面张力的研究[D].天津大学,2020.

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