1、1石油产品粘度指数计算的计算机实现摘 要：利用 Excel 表格自带的函数计算功能，设计出简单而又清晰的计算框架，使原本复杂而又繁琐的石油产品粘度指数的计算，方便快捷的实现。 关键词：石油产品 粘度指数 计算机 计算 一、绪论 粘度指数是对石油产品运动粘度变化的量度，是表示流体粘度受温度的影响大小的物理量。粘度指数是石油产品分析中的重要指标。但常规的计算过程相当复杂，而且全靠手工计算，极易出错，计算验证，效率又相当缓慢。 随着信息化的发展，计算机程序可以有效的代替大量手工计算，效率高、速度快。所以，通过计算机来实现粘度指数计算相当必要。 二、总体和模型设计 计算机实现程序计算的方法很多，本文考
2、虑到常见性和易用性，选用了微软 Office 套件中的 Excel。Excel 中含有的大量公式函数，可以分析和管理各种信息，实现许多方便的功能，非常实用。 本文的总体目标是，将复杂的计算过程，用计算机语言写出，实现40oC 和 100oC 的运动粘度的输入和粘度指数的直接输出。 为了方便计算的实现，将整个运算过程整理如下： 1.输入 40oC 和 100oC 的运动粘度。 22.计算与 100oC 运动粘度相当的 L 和 H 值： 3.适用于粘度指数 VI100 的石油产品，应用公式（3）计算粘度指数，如得出 VI100，计算结束。否则，进行下一步。 4.适用于粘度指数 VI100 的石油产
3、品，应用公式（4） （5）计算粘度指数，得出结果，计算结束。 式中：antilogN 表示反 logN 或 10N 。 三、界面和功能实现 按照规划的流程图，将粘度指数计算的用户界面规划成以下几个部分： 粘度指数计算区、瓦尔塞尔计算区、计算公式区、公式系数区、计算示例区，并分别用以不同的颜色区分，总体效果图如图 1 所示。 1.粘度指数计算区 为了实现粘度指数的计算，设计了三个输入框，分别为 100 Y、40 U 和温度 T，如图 1 的部分所示。 粘度指数的常规计算过程为根据实验测得的 402C 和 1002C 的运动粘度，按照国标 GB/T 1995-1998 石油产品粘度指数计算法，查询
4、长达三页的表格，并且通过插值计算，得到 1002C 运动粘度相当的 L 和 H 值，再根据不同的情况计算得出。由于国标提供的计算表格只达到一定精度，且计算机查询表格实现代码相对复杂，所以本文采用函数计算形式还原查询表格以计算 L 和 H 值。因为国标提供的数据需要插值，所以采用连续性函数计算，反而更为精确。 为了准确的计算粘度指数，本文采用非常细致的分段函数，按照样3品 1002C 的运动粘度，分成了 16 段函数，实现则采用选择语句。由于存在 16 个选择分支，用以实现的 If 函数代码过长，超过了 Excel 支持的代码长度上限，故采用分行选择。此外，为了突出计算行，本文对不符合 Y 值范
5、围的数值，均进行赋空值处理。这样，对于不符合范围的计算行，虽进行了计算，仍显示为空白行，方便查看。图 1 的部分序号 1-16 为 16 段分段函数，其中只有序号 7，符合输入 Y 值范围，显示计算结果，其余赋空值，不显示。 2.瓦尔塞尔计算区 为了增加实用性，本文加入了石油产品瓦尔塞尔方程（C=0.65）的粘度计算，通过粘度指数测得的 402C、1002C 的运动粘度 U 和 Y，可以求得任意温度下粘度，计算演示如图 1 的部分所示。 3.计算公式区 为了更为清楚的表述粘度指数的计算过程所用的公式，又特列出计算公式于计算公式区，供计算参考。如图 1 的部分所示。 4.二次方程式公式系数区 在
6、对 L 值和 H 计算过程中，不同的分段函数，均采用如公式（1）（2）的二元一次方程计算，但每段对应的系数 a、b、c、d、e、f 均不同，特列出系数表，供不同范围的 Y 值使用，如图 1 的部分所示。 四、测试和结果 1.实例测试 经过上面的设计和制作，石油产品粘度指数计算的计算机实现的用户界面和计算框架，基本完成。为了进一步调试和完善，本文采用国家4标准 GB/T 1995-1998 石油产品粘度指数计算法上的三个例子，分别计算，得到的结果如图 1 的部分所示，国家标准的计算结果和本计算表格的结果相同（细微差异，由计算精度不同所致，不影响最终报告结果） 。 此外，还通过 SY 2450-7
7、6S石油产品粘度指数计算表中 50oC 和100oC 的计算查询验证，结果准确，如图 1 的部分所示。 2.精密度和偏差 精密度：粘度指数的精密度取决于用来计算的两个独立的运动粘度的精密度。用来计算粘度指数的运动粘度应符合 GB/T 265 规定的精密度。偏差：本文利用 40oC 和 100oC 运动粘度计算粘度指数是精确的，不会引起偏差。 五、结语 经过本文的粘度指数 Excel 计算表格的编写，设计出了简单而又清晰的计算框架，使原本复杂而又繁琐的石油产品粘度指数的计算，方便快捷的实现，省去了大量的重复劳动，加快了计算速度，提高了粘度指数计算效率。此外，根据本文思想，亦可生成可执行文件、移动终端 APP程序等，使石油产品的粘度指数计算更加方便。 参考文献 1杨启錞，李维东，刘晓峰主编. 现在铁路油脂. 北京：中国铁道出版社，2003.3. 2王宝仁，孙乃有主编. 石油产品分析. 北京：化学工业出版社，2004.7. 53许汉立编著. 内燃机润滑油产品与应用. 北京：中国石化出版社，2004. 4欧风编著. 石油产品应用技术手册. 北京：中国石化出版社，1998. 5杨秉陆主编. 润滑油脂品种和应用. 北京：地震出版社，1994. 6颜志光主编. 润滑材料与润滑技术. 北京：中国石化出版社，2000.1.
