Multiphase Flow Metering, Volume 54 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Falcone, Gioia/ Hewitt, G. F./ Alimonti, C.

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2009-12

价格:1178.00元

装帧:

isbn号码:9780444529916

丛书系列:

图书标签:

Multiphase Flow
Flow Measurement
Petroleum Engineering
Oil and Gas
Metering
Fluid Dynamics
Chemical Engineering
Industrial Engineering
Energy
Reservoir Engineering

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具体描述

Over the last two decades the development, evaluation and use of MFM systems has been a major focus for the Oil & Gas industry worldwide. Since the early 1990's, when the first commercial meters started to appear, there have been around 2,000 field applications of MFM for field allocation, production optimisation and well testing. So far, many alternative metering systems have been developed, but none of them can be referred to as generally applicable or universally accurate. Both established and novel technologies suitable to measure the flow rates of gas, oil and water in a three-phase flow are reviewed and assessed within this book. Those technologies already implemented in the various commercial meters are evaluated in terms of operational and economical advantages or shortcomings from an operator point of view. The lessons learned about the practical reliability, accuracy and use of the available technology is discussed. The book suggests where the research to develop the next generation of MFM devices will be focused in order to meet the as yet unsolved problems.

The book provides a critical and independent review of the current status and future trends of MFM, supported by the authors' strong background on multiphase flow and by practical examples. These are based on the authors' direct experience on MFM, gained over many years of research in connection with both operators and service companies.

As there are currently no books on the subject of Multiphase Flow Metering for the Oil & Gas industry, this book will fill in the gap and provide a theoretical and practical reference for professionals, academics, and students.

* Written by leading scholars and industry experts of international standing

* Includes strong coverage of the theoretical background, yet also provides practical examples and current developments

* Provides practical reference for professionals, students and academics

经典力学的新视野：深入探索流体动力学与材料科学的交汇点本书名称：经典力学的新视野：深入探索流体动力学与材料科学的交汇点作者：亚历山大·冯·赫尔姆霍兹 (Alexander von Helmholtz) 出版社：科学前沿出版社 (Frontier Science Press) --- 导言：跨越学科的边界，重塑对物质运动的理解本书旨在为高等院校的物理学、应用数学、材料工程以及机械工程专业的学生和研究人员提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，探讨经典力学原理在现代复杂系统中的应用与延伸。我们聚焦于一个核心命题：如何利用严谨的数学框架和先进的实验技术，揭示宏观尺度下物质运动的内在规律，特别是当涉及介质的非线性响应和界面效应时。在传统的学科划分中，流体力学和固体力学往往被视为相对独立的领域。然而，现实世界中的许多关键工程问题，如高应力环境下的结构完整性、极端条件下的材料疲劳，以及复杂介质的输运现象，都要求我们必须打破这种壁垒，将流体的动量传递与材料的本构关系进行耦合分析。本书正是致力于搭建这座桥梁，通过对一系列前沿问题的剖析，展现经典力学在当代科学研究中的强大生命力。第一部分：连续介质的微观基础与本构关系重构本部分将从最基本的物理公理出发，对连续介质力学进行一次彻底的回顾与深化。我们不仅复习了纳维-斯托克斯方程和柯西应力张量的经典表述，更着重探讨了在非均匀温度场、高剪切速率以及各向异性结构影响下，经典本构关系所面临的挑战与修正。第一章：热力学驱动下的流体行为本章详细讨论了能量守恒与熵增原理在描述可压缩、粘滞流体流动中的具体应用。重点分析了斯特雷克（Streck）数和德肖维茨（DeShovitz）数对流动分离和湍流过渡的影响。我们引入了非等温流动的耦合模型，展示了温度梯度如何通过浮力效应（如Boussinesq近似的局限性）间接影响速度场，尤其是在微重力环境或深海极端条件下的重要性。第二章：粘弹性流体与非牛顿本构模型流体力学中的一个重要分支是处理偏离牛顿粘性定律的流体。本章系统地梳理了夸特（Quart）模型、卡门-辛格（Carreau-Singh）模型以及分数阶导数模型在描述剪切变稀、剪切增稠以及粘弹性行为上的优势与局限。通过对比经典的Maxwell模型和Voigt模型，我们深入探讨了如何通过引入时间相关的松弛模量，更精确地捕捉高分子溶液和生物流体中‘记忆效应’的物理本质。数学工具上，本章侧重于张量微分算子的选择（如Lagrange-Ziegler导数与Green-Naghdi导数）对预测流体长期稳定性的影响。第三章：材料微结构与界面张力耦合本章将焦点转向了宏观力学与微观结构之间的联系。我们讨论了界面张力在液-液、液-固界面上的各向异性影响，并引入了表面活性剂动力学（Marangoni效应）对流动稳定性的破坏作用。通过使用密度泛函理论（DFT）的初步结果来修正界面能量，我们构建了一个更具物理意义的曲率驱动的应力梯度模型，这对于理解乳液的稳定性至关重要。第二部分：复杂边界条件下的动量传递与多尺度分析如果说第一部分是关于介质本身的描述，那么第二部分则聚焦于介质与外部环境（边界、固体结构）的相互作用。我们探索了如何在一个有限的或受限的空间内，精确模拟动量、能量和质量的同步传递过程。第四章：固体变形对流场的影响：流固耦合的挑战本章深入研究了流体诱导的结构振动和固体的弹性响应。我们对比了单向耦合（One-Way Coupling）与双向耦合（Two-Way Coupling）方法的适用范围。针对涡旋脱落（Vortex Shedding）引起的结构疲劳问题，本章详细分析了流致振动（Flow-Induced Vibration, FIV）的非线性动力学行为。通过引入有限元法（FEM）与计算流体力学（CFD）的迭代求解框架，我们展示了如何精确计算作用在柔性结构上的时变压力分布。第五章：多孔介质中的非线性渗透与扩散多孔介质，如岩石、土壤或泡沫结构，是自然界和工程中普遍存在的介质。本章超越了经典的达西定律，重点分析了在高雷诺数（如快速渗流或水力压裂过程）下，介质孔隙尺度效应如何导致动量传递的非线性增强。我们引入了Kozeny-Carman修正项的适用性边界，并探讨了电润湿（Electrowetting）现象如何改变多孔介质内的毛细压力梯度，这对于微流控芯片的设计具有直接指导意义。第六章：湍流结构在受限空间中的演化湍流是经典力学中最具挑战性的未解之谜之一。本章聚焦于受限湍流，即流体在狭窄通道或具有复杂几何形状的管道中流动时的特性。我们使用大涡模拟（Large Eddy Simulation, LES）技术，分析了剪切层中的准流向涡旋（Quasi-Streamwise Vortices）如何被壁面反射和重构。此外，本章还专门讨论了‘壁面函数’在处理粗糙壁面湍流边界层时的局限性，并提出了一种基于局部振荡模式分解（POD）的湍流再现方法。第三部分：高级实验技术与数据驱动的力学建模理论和计算的进步必须依赖于精确的实验验证。本部分的重点在于介绍和应用最先进的实验技术，以获取高分辨率的流场和应力数据，并探讨如何将这些数据反馈到力学模型的构建过程中。第七章：粒子图像测速（PIV）与立体跟踪技术本章详细阐述了现代流场测量的主流技术——PIV。我们不仅覆盖了基础的二维PIV原理，更深入探讨了立体PIV（Stereo PIV）和全场时间分辨PIV（Time-Resolved PIV）在捕捉三维速度矢量场和瞬态涡结构方面的优势。讨论了高浓度粒子散射对测量精度的影响，特别是对于高密度流体和高反射性表面的校准方法。第八章：应变场的可视化与光弹性分析的复兴对于固体和粘弹性介质的应力分析，本章介绍了全息干涉法和散斑干涉法在测量微小表面形变方面的应用。尤其侧重于数字图像相关法（DIC）在全场应变映射中的精确度提升。我们回顾了经典的光弹性法，并结合现代数字图像处理技术，展示了如何非接触式地测量复杂载荷下的主应力方向和应力集中区域。结论：迈向智能力学仿真本书的最终目标是培养读者将理论、计算与实验数据融会贯通的能力。经典力学并非过时的学科，而是现代工程解决复杂问题的基石。未来的研究方向将越来越依赖于高保真度的多物理场仿真，结合机器学习算法来识别和修正传统模型中的遗漏项。我们相信，通过对这些前沿课题的深入研究，读者将能够应对从航空航天到生物医学工程等各个领域中最具挑战性的动量传递问题。 --- 关键词：连续介质、本构关系、非牛顿流体、流固耦合、湍流边界层、粒子图像测速、应变场分析、分数阶微积分。