Multiphase Flow Metering, Volume 54

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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。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计简直是视觉上的灾难,色彩搭配混乱,字体选择也显得老旧过时,让人联想到上世纪八十年代的教科书。我最初被这个标题吸引,以为会是一本关于前沿技术或深刻理论的深度探讨,结果打开后才发现,内容组织结构松散得令人发指。章节之间的逻辑跳跃性极大,仿佛是不同作者在不同时间点随意拼凑而成,缺乏一条清晰的主线来引导读者。更别提排版了,页边距时宽时窄,图表质量粗糙得让人怀疑是不是扫描自一份年代久远的复印件,很多关键公式和参数在小字体下几乎无法辨认。阅读体验非常糟糕,我不得不频繁地在不同章节间来回翻找,试图建立起作者试图传达的那些断裂的概念联系。如果说内容是核心,那么这本书的呈现方式简直是对知识的亵渎,完全没有体现出任何专业出版物的应有水准。初次接触时,那种期望落空的失落感,比阅读那些晦涩难懂的理论本身还要令人沮丧。这本书与其说是专业参考资料,不如说是一堆未经编辑和审校的原始笔记的集合,让人不禁怀疑其出版的意义何在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度明显停留在非常基础的层面,对于任何一个在流体力学或计量领域摸爬滚打过两年以上的人来说,其中的内容几乎可以被视为常识的重复堆砌。作者似乎过于依赖对基本控制方程的罗列,却鲜有对这些方程在复杂多相流体系统中的实际应用边界、非理想效应的深入剖析,或者对最新实验技术进展的探讨。我期待看到关于新型传感器技术在极端温度或压力条件下的校准方法,或者对人工智能在流体特性识别中的前沿应用案例,然而,这些内容完全缺席。书中引用的参考文献也显得非常陈旧,大多停留在上个世纪末的成果,让人感觉作者的知识更新止步不前。对于寻求突破性见解或工程实践指导的专业人士而言,这本书提供的价值极其有限,它更像是一本为初次接触该领域的学生准备的入门读物,但即便是入门读物,其清晰度和系统性也远非上乘。可以说,它在知识的广度上试图覆盖一切,却在深度的挖掘上寸步难行,最终造成了一种既不适合新手,也无法满足专家的尴尬局面。

评分☆☆☆☆☆

这本书在案例分析和工程实践的结合上做得非常不到位,几乎完全是理论的空中楼阁。我翻遍了全书,期望能找到几个详尽的、附带实际测量数据的案例研究,用以验证书中提出的各种经验模型或关联式(Correlations)。然而,所有所谓的“应用”部分,都仅仅是简单地将一个公式套入一组假设的输入值,然后得出一个貌似合理的输出,缺乏对实际工业现场复杂工况(如污垢、腐蚀、传感器漂移等)的考虑。例如,书中对超声波流量计的介绍,只是停留在原理层面,完全没有涉及在高温高压或含有大量固体颗粒的油气处理设施中,探头如何维持信号完整性的实际工程挑战与解决方案。读者读完后,获得的更多是一种“知识的知道”,而非“能力的获得”。它无法帮助我将书本知识转化为解决现实问题的工具,更像是一份停留在纸面上的理想化流程图,与充满变数的真实世界相去甚远。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在对不同流型(Flow Regimes)的描述上存在明显的偏颇和选择性,这严重影响了其作为全面参考资料的可靠性。作者似乎对某些特定的、更容易建模的流型(比如层流或均匀的气液两相流)给予了过多的篇幅,并深入探讨了相关的数学模型。然而,对于实际工业中最常见、最棘手的那类复杂流型,例如油井中经常遇到的泡沫流、栓塞流或环空流,书中的论述则显得蜻蜓点水、敷衍了事。对于这些高难度的流型,作者仅仅抛出了几个简化的经验公式,然后就匆匆转入下一个话题,完全没有对这些公式的适用范围、失效机制以及如何通过先进的成像技术(如X射线断层扫描)来验证其准确性进行任何讨论。这种内容上的倾斜,使得这本书的适用范围被大大压缩,对于需要处理复杂油气集输或精细化工过程的工程师来说,这本书的价值大打折扣,因为它回避了最具挑战性的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格极其冗长且充满不必要的修饰语,读起来有一种莫名的拖沓感,仿佛作者在努力地用水词将原本简洁的概念“注水”填充页数。我花了好大力气才穿过那些迂回曲折的句子,去捕捉那些隐藏在长篇大论背后的核心观点。举个例子,一个简单的质量守恒定律的阐述,在书中被分解成了三页的文字叙述,反复强调着那些在物理学界早已达成共识的假设前提,却对如何处理实际管道中的气液夹带现象避而不谈。这种写作方式极大地消耗了读者的耐心,特别是在需要快速查阅特定参数或模型假设时,查找效率低得令人发指。更糟糕的是,书中许多图表的标签和单位标注存在前后不一致的情况,有时一个图例中会同时出现公制和英制单位而没有明确的转换说明,这在需要精确计算的工程工作中是致命的缺陷。整体而言,作者的表达能力似乎严重阻碍了其专业知识的有效传递,使得这本书的阅读过程变成了一种对精力的巨大考验。

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