理化计算程序必备：CoolProp+UnitsNet

物理化学计算

   这类计算往往涉及到单位及单位换算，并且要用到物性参数。

  例如：0℃=273.15K  

             质量流量 kg/h = 体积流量 m3/h * 密度 kg/m3

             密度就是物性参数，随压力、温度变化。

常规做法

   只有 Frink 、F#、Modelica 少数语言变量是自带单位的，大部分语言变量仅包含数值，单位转换需要在变量进行公式计算之前(预处理)完成，计算后再把结果单位转换为输出单位，单位转换主要通过若干常数实现。

    这带来了两个问题：1. 大量常数降低代码可读性和维护性；2.计算精度难以保障。

UnitsNet

    UnitsNet 用具有单位的变量替代double，支持单位的自动转换，并(部分)支持不同单位的乘除计算。

    按照上述写法重写公式计算代码，可以避免直接的单位转换，使程序的调用者可以使用任意单位作为输入。

    UnitsNet 只支持部分单位的乘除计算，不支持的编译时会提示异常，EngineeringUnits放宽了该限制，计算结果均为UnknownUnit，可以将其转换为具体单位，转换错误会在运行时抛出。

物性数据库

    物性是物质的物理属性，典型的物性参数有密度、比热、粘度等，物性参数大部分是通过实验获得的，NIST美国标准院的 REFPROP 是权威的商用数据库软件。CodeProp 是开源C++免费版，有122种物质的物性数据，提供查询API。SharpFluids是CodeProp的C#封装，使用了EngineeringUnits。

    对于蒸汽，可以用IF97国际标准计算物性参数，我提交过一个C#版本的IF97计算库。

应用实例

    算例中，Mu 单位：Pa.s=kg/(m.s)      

      steamcond 单位：W/(m.K)

                   Cp 单位：J/(kg.K)

                   Pr= Mu * Cp / steamcond; 单位消减后刚好无量纲。

性能问题

    EngineeringUnits 目前看性能存在瓶颈，不适合用作热点代码（如频繁调用的后台模块）中。