ГОСТ 30319.3-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о компонентном составе.
ГОСТ 30319.3-2015
Группа Б19
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Газ природный
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Вычисление физических свойств на основе данных о компонентном составе
Natural gas. Methods of calculation of physical properties. Calculation of physical properties on base information on component composition
МКС 75.060
Дата введения 2017-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в
ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и
ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ", Техническим комитетом по стандартизации ТК 52 "Природный и сжиженные газы"
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 августа 2015 г. N 79-П)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа (по управлению строительством) по стандартизации |
Армения | AM | Минэкономики Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Украина | UA | Минэкономразвития Украины |
4
Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2015 г. N 2075-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30319.3-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.
5 ВЗАМЕН
30319.3-96
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
ВНЕСЕНА
поправка , опубликованная в ИУС N 4, 2017 год
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт предназначен для расчета коэффициента сжимаемости, плотности, показателя адиабаты, коэффициента динамической вязкости природного газа и скорости распространения звука в среде природного газа по измеренным значениям давления, температуры и молярных долей компонентов природного газа.
1.2 Настоящий стандарт применяют для расчета указанных в 1.1 физических свойств природного газа при давлениях до 30 МПа включительно и температурах от 250 до 350 К.
1.3 Методы и алгоритм расчета физических свойств, приведенные в настоящем стандарте, могут быть использованы при разработке программного обеспечения вычислителей расхода природного газа.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 31371.1-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 1. Руководство по проведению анализа
ГОСТ 31371.2-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 2. Характеристики измерительной системы и статистические оценки данных
ГОСТ 31371.7-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 7. Методика выполнения измерений молярной доли компонентов
ГОСТ 30319.1-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и обозначения
3.1 В настоящем стандарте применены термины и определения по
3.2 Основные условные обозначения величин, принятые в стандарте, приведены в таблице 2
4 Методы расчета физических свойств природного газа
4.1 Методы расчета плотности и коэффициента сжимаемости
Параметр приведения для давления рассчитывают по формуле
R - универсальная газовая постоянная (см. таблицу 2
ГОСТ 30319.1 ).
где Nc - число компонентов природного газа;
Молярную массу смеси рассчитывают по формуле
Nc - число компонентов природного газа.
4.1.3 Коэффициент сжимаемости природного газа рассчитывают по формуле
4.2 Методы расчета показателя адиабаты и скорости звука
4.2.1 Показатель адиабаты и скорость звука рассчитывают по следующим формулам:
Nc - число компонентов природного газа.
4.3 Метод расчета коэффициента динамической вязкости
4.3.1 Вязкость природного газа рассчитывают по формуле
Псевдокритическое давление природного газа рассчитывают по формуле
где R - универсальная газовая постоянная (см. таблицу 2
ГОСТ 30319.1 );
Nc - число компонентов природного газа.
4.3.2 Вязкость природного газа в разреженном состоянии вычисляют по формуле
(
Поправка . ИУС N 4-2017).
Nc - число компонентов природного газа.
4.3.3 Избыточную составляющую вязкости рассчитывают по формуле
Параметры преобразований для приведенных значений плотности и температуры природного газа рассчитывают по формуле
Nc - число компонентов природного газа.
Nc - число компонентов природного газа.
5 Алгоритм расчета физических свойств природного газа
5.1 Исходные данные
5.1.1 Исходными данными для расчета физических свойств природного газа являются:
- абсолютное давление природного газа;
- температура природного газа.
5.1.2 Молярные доли компонентов природного газа определяют хроматографическим анализом по
ГОСТ 31371.7 . Измерения молярных долей компонентов могут выполняться как потоковыми, так и лабораторными хроматографами. Если измерены объемные доли компонентов природного газа, то для перевода их в молярные доли используют следующую формулу
Nc - число компонентов природного газа.
5.1.3 Избыточное давление природного газа измеряют с применением соответствующих средств измерений. Для расчета абсолютного давления и перевода его в МПа применяют следующую формулу
|
|
Единица измерения | Коэффициенты K и K |
1 кгс/см | 9,80665х10 |
1 кгс/м | 9,80665x10 |
1 МПа | 1 |
1 бар | 10 |
1 мм рт. ст. | 1,33322x10 |
(
Поправка . ИУС N 4-2017).
5.1.4 Температуру природного газа измеряют с применением соответствующих средств измерений, как правило, в градусах Цельсия. Для перевода измеренной температуры t, °С в температуру Т, К применяют следующую формулу
Т=t+273,15. (40)
5.2 Алгоритм расчета
5.2.1 Рассчитывают характерные параметры природного газа и функции молярных долей компонентов природного газа:
где R - универсальная газовая постоянная (см.таблицу 1
ГОСТ 30319.1 ).
б) условие завершения итерационного процесса
Блок-схема и примеры расчета физических свойств природного газа по представленным в стандарте методам приведены, соответственно, на рисунке 1 и в приложении Б.
6 Диапазон применения и погрешности расчета физических свойств природного газа
6.1 Диапазон применения и погрешности методов расчета физических свойств
6.1.1 Методы расчета, приведенные в настоящем стандарте, предназначены для расчета физических свойств природного газа в следующих диапазонах параметров:
- по температуре - от 250 до 350 К включительно;
- по давлению - от 0,1 до 30,0 МПа включительно.
При этом молярные доли компонентов природного газа не должны выходить за диапазоны, которые приведены в таблице 2.
6.1.2 Погрешности методов расчета физических свойств природного газа с диапазонами молярных долей компонентов, которые представлены в таблице 2, и во всем диапазоне температур и давлений, приведенном в 6.1.1, находятся в следующих пределах:
Рисунок 1 - Блок-схема расчета физических свойств природного газа
Таблица 2 - Компоненты природного газа и диапазоны молярных долей компонентов
|
|
Компонент | Диапазоны молярных долей |
Метан | 0,7 1,0 |
Этан | 0,10 |
Пропан | 0,035 |
Бутаны в сумме | 0,015 |
Пентаны в сумме | 0,005 |
Гексан | 0,001 |
Азот | 0,20 |
Диоксид углерода | 0,20 |
Гелий | 0,005 |
Водород | 0,10 |
Примечания
1 Молярные доли остальных компонентов не превышают суммарно 0,0015.
2 Если в природном газе молярная доля гелия не превышает 0,0005, то при расчете физических свойств можно принять =0, а измеренную по ГОСТ 31371.7 молярную долю гелия суммировать с молярной долей азота.
3 Если в природном газе молярная доля водорода не превышает 0,0005, то при расчете физических свойств можно принять х =0, а измеренную по ГОСТ 31371.7 молярную долю водорода суммировать с молярной долей азота.
4 Если измерены по ГОСТ 31371.7 молярные доли кислорода и аргона, то при расчете физических свойств их значения необходимо суммировать с молярной долей азота.
5 Если измерены по ГОСТ 31371.7 молярные доли н-гептана и н-октана, то при расчете физических свойств их значения необходимо суммировать с молярной долей н-гексана.
6 Для исключения возникновения дополнительной погрешности расчета физических свойств необходимо молярную массу смеси рассчитывать по формуле (19) с учетом всех компонентов, молярная доля которых не равна нулю (молярные массы кислорода, аргона, н-гептана и н-октана приведены в таблице А.9 приложения А). |
Погрешности методов расчета физических свойств природного газа, соответствующие конкретным диапазонам температуры и давления, приведены в таблицах 3-5.
Таблица 3 - Погрешности методов расчета плотности и коэффициента сжимаемости (с доверительной вероятностью 95%)
|
|
|
Т, К | р, МПа | , , % |
От 250,0 до 267,0 вкпюч. | От 0,1 до Р вкпюч. | 0,1 |
| Св. Р до Р включ. | 0,2 |
| Св. Р до 30,0 включ. | 0,4 |
Св. 267,0 до 280,0 вкпюч. | От 0,1 до Р включ. | 0,1 |
| Св. Р до 30,0 включ. | 0,2 |
Св. 280,0 до 295,0 вкпюч. | От 0,1 до 30,0 включ. | 0,1 |
Св. 295,0 до 310,0 вкпюч. | От 0,1 до Р включ. | 0,1 |
| Св. Р до 30,0 включ. | 0,2 |
Св. 310,0 до 350,0 вкпюч. | От 0,1 до Р включ. | 0,1 |
| Св. Р до 30,0 включ. | 0,2 |
Примечания
1 Р =0,32353Т-78,882. 2 P =0,94118Т-221,29. 3 Р =1,7308Т-454,62. 4 Р =-1,2000Т+384,00. 5 Р =0,30000Т-81,000. |
Таблица 4 - Погрешности методов расчета скорости звука и показателя адиабаты (с доверительной вероятностью 95%)
|
|
|
|
Т, К | р, МПа | , % | , % |
От 250,0 до 350,0 вкпюч. | От 0,1 до P включ. | 0,2 | 0,5 |
| Св. P до P включ. | 0,8 | 1,8 |
| Св P до 30,0 включ. | 2,0 | 4,4 |
Примечания
1 P =0,06Т-9,0. 2 P =0,20Т-40,0. |
Таблица 5 - Погрешности методов расчета коэффициента динамической вязкости (с доверительной вероятностью 95%)
|
|
|
Т, К | р, МПа | , % |
От 250 до 350 включ. | От 0,1 до 1,0 включ. | 0,6 |
| Св. 1,0 до 10,0 включ. | 1,9 |
| Св. 10,0 до 20,0 включ. | 2,6 |
| Св. 20,0 до 30,0 включ. | 4,0 |
6.2 Учет погрешности измерения давления, температуры и молярных долей компонентов природного газа
где Nc - число компонентов природного газа;
В случае бинарной смеси формула (51) приобретает следующий вид:
При этом значения давления, температуры и молярных долей компонентов с нижними индексами, включающими плюс и минус, рассчитывают по формулам:
Приложение А
(обязательное)
Характеристические параметры компонентов природного газа, коэффициенты и параметры методов расчета свойств природного газа
А.1 Методы расчета плотности, коэффициента сжимаемости, показателя адиабаты и скорости звука основаны на использовании уравнения состояния AGA8, приведенного в международном стандарте [1]. В этом же нормативном документе приведены используемые в настоящем стандарте функции, выражающие зависимость изобарной теплоемкости компонентов в идеально-газовом состоянии от температуры.
А.2 В таблицах, приведенных в настоящем приложении, представлены характеристические параметры компонентов природного газа, коэффициенты и параметры методов расчета свойств природного газа (исключая вязкость), взятые непосредственно из стандарта [1].
А.3 Метод расчета вязкости природного газа, используемый в настоящем стандарте, приведен в стандарте [2].
Таблица А.1 - Характеристические параметры чистых компонентов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Компо- нент | Моляр- ная масса M , кг/кмоль | Коэффициент сжимаемости при стандартных условиях z | Энерге- тический параметр E | Параметр размера K (м /кмоль) | Ориента- ционный параметр G | Квадру- польный параметр Q | Высоко- темпера- турный пара- метр F | Диполь- ный пара- метр S | Пара- метр ассоци- ации W |
Метан | 16,043 | 0,9981 | 151,318300 | 0,4619255 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Этан | 30,070 | 0,992 | 244,166700 | 0,5279209 | 0,079300 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Пропан | 44,097 | 0,9834 | 298,118300 | 0,5837490 | 0,141239 | 0,0 | 0,0 | 0.0 | 0,0 |
и-Бутан | 58,123 | 0,971 | 324,068900 | 0,6406937 | 0,256692 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
н-Бутан | 58,123 | 0,9682 | 337,638900 | 0,6341423 | 0,281835 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
и-Пентан | 72,150 | 0,953 | 365,599900 | 0,6738577 | 0,332267 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
н-Пентан | 72,150 | 0,945 | 370,682300 | 0,6798307 | 0,366911 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
н-Гексан | 86,177 | 0,919 | 402,636293 | 0,7175118 | 0,289731 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Азот | 28,0135 | 0,9997 | 99,737780 | 0,4479153 | 0,027815 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Диоксид углерода | 44,010 | 0,9947 | 241,960600 | 0,4557489 | 0,189065 | 0,690000 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Гелий | 4,0026 | 1,0005 | 2,610111 | 0,3589888 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Водород | 2,0159 | 1,0006 | 26,957940 | 0,3514916 | 0,034369 | 0,0 | 1,0 | 0,0 | 0,0 |
Таблица А.2 - Параметры бинарного взаимодействия компонентов
|
|
|
|
|
|
Пара компонентов (i, j) | Е | V | K | G | |
Метан | Пропан | 0,994635 | 0,990877 | 1,007619 | 1,0 |
| и-Бутан | 1,019530 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| н-Бутан | 0,989844 | 0,992291 | 0,997596 | 1,0 |
| и-Пентан | 1,002350 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| н-Пентан | 0,999268 | 1,003670 | 1,002529 | 1,0 |
| н-Гексан | 1,107274 | 1,302576 | 0,982962 | 1,0 |
| Азот | 0,971640 | 0,886106 | 1,003630 | 1,0 |
| Диоксид углерода | 0,960644 | 0,963827 | 0,995933 | 0,807653 |
| Водород | 1,170520 | 1,156390 | 1,023260 | 1,957310 |
Этан | Пропан | 1,022560 | 1,065173 | 0,986893 | 1,0 |
| и-Бутан | 1,0 | 1,250000 | 1,0 | 1,0 |
| н-Бутан | 1,013060 | 1,250000 | 1,0 | 1,0 |
| и-Пентан | 1,0 | 1,250000 | 1,0 | 1,0 |
| н-Пентан | 1,005320 | 1,250000 | 1,0 | 1,0 |
| Азот | 0,970120 | 0,816431 | 1,007960 | 1,0 |
| Диоксид углерода | 0,925053 | 0,969870 | 1,008510 | 0,370296 |
| Водород | 1,164460 | 1,616660 | 1,020340 | 1,0 |
Пропан | н-Бутан | 1,004900 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Азот | 0,945939 | 0,915502 | 1,0 | 1,0 |
| Диоксид углерода | 0,960237 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Водород | 1,034787 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
и-Бутан | Азот | 0,946914 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Диоксид углерода | 0,906849 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Водород | 1,300000 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
н-Бутан | Азот | 0,973384 | 0,993556 | 1,0 | 1,0 |
| Диоксид углерода | 0,897362 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Водород | 1,300000 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
и-Пентан | Азот | 0,959340 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Диоксид углерода | 0,726255 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
н-Пентан | Азот | 0,945520 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Диоксид углерода | 0,859764 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
н-Гексан | Диоксид углерода | 0,855134 | 1,066638 | 0,910183 | 1,0 |
Азот | Диоксид углерода | 1,022740 | 0,835058 | 0,982361 | 0,982746 |
| Водород | 1,086320 | 0,408838 | 1,032270 | 1,0 |
Диоксид углерода | Водород | 1,281790 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Примечания
1 Е =Е ; G =G , при . 2 E =G =1, при i=j. 3 Для пар компонентов (i, j), не представленных в настоящей таблице, все параметры бинарного взаимодействия принимаются равными единице. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n | а | b | с | k | u | g | q | f | s | w |
1 | 0,153832600 | 1 | 0 | 0 | 0,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 | 1,341953000 | 1 | 0 | 0 | 0,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
3 | -2,998583000 | 1 | 0 | 0 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
4 | -0,048312280 | 1 | 0 | 0 | 3,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0,375796500 | 1 | 0 | 0 | -0,5 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
6 | -1,589575000 | 1 | 0 | 0 | 4,5 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
7 | -0,053588470 | 1 | 0 | 0 | 0,5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
8 | 0,886594630 | 1 | 0 | 0 | 7,5 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
9 | -0,710237040 | 1 | 0 | 0 | 9,5 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
10 | -1,471722000 | 1 | 0 | 0 | 6,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
11 | 1,321850350 | 1 | 0 | 0 | 12,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
12 | -0,786659250 | 1 | 0 | 0 | 12,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
13 | 2,291290 10 | 1 | 1 | 3 | -6,0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
14 | 0,157672400 | 1 | 1 | 2 | 2,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
15 | -0,436386400 | 1 | 1 | 2 | 3,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
16 | -0,044081590 | 1 | 1 | 2 | 2,0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
17 | -0,003433888 | 1 | 1 | 4 | 2,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
18 | 0,032059050 | 1 | 1 | 4 | 11,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
19 | 0,024873550 | 2 | 0 | 0 | -0,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
20 | 0,073322790 | 2 | 0 | 0 | 0,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
21 | -0,001600573 | 2 | 1 | 2 | 0,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
22 | 0,642470600 | 2 | 1 | 2 | 4,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
23 | -0,416260100 | 2 | 1 | 2 | 6,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
24 | -0,066899570 | 2 | 1 | 4 | 21,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
25 | 0,279179500 | 2 | 1 | 4 | 23,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
26 | -0,696605100 | 2 | 1 | 4 | 22,0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
27 | -0,002860589 | 2 | 1 | 4 | -1,0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
28 | -0,008098836 | 3 | 0 | 0 | -0,5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
29 | 3,150547000 | 3 | 1 | 1 | 7,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
30 | 0,007224479 | 3 | 1 | 1 | -1,0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
31 | -0,705752900 | 3 | 1 | 2 | 6,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
32 | 0,534979200 | 3 | 1 | 2 | 4,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
33 | -0,079314910 | 3 | 1 | 3 | 1,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
34 | -1,418465000 | 3 | 1 | 3 | 9,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
35 | -5,99905 10 | 3 | 1 | 4 | -13,0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
36 | 0,105840200 | 3 | 1 | 4 | 21,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
37 | 0,034317290 | 3 | 1 | 4 | 8,0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
38 | -0,007022847 | 4 | 0 | 0 | -0,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
39 | 0,024955870 | 4 | 0 | 0 | 0,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
40 | 0,042968180 | 4 | 1 | 2 | 2,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
41 | 0,746545300 | 4 | 1 | 2 | 7,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
42 | -0,291961300 | 4 | 1 | 2 | 9,0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
43 | 7,294616000 | 4 | 1 | 4 | 22,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
44 | -9,936757000 | 4 | 1 | 4 | 23,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
45 | -0,005399808 | 5 | 0 | 0 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
46 | -0,243256700 | 5 | 1 | 2 | 9,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
47 | 0,049870160 | 5 | 1 | 2 | 3,0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
48 | 0,003733797 | 5 | 1 | 4 | 8,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
49 | 1,874951000 | 5 | 1 | 4 | 23,0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
50 | 0,002168144 | 6 | 0 | 0 | 1,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
51 | -0,658716400 | 6 | 1 | 2 | 5,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
52 | 0,000205518 | 7 | 0 | 0 | -0,5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
53 | 0,009776195 | 7 | 1 | 2 | 4,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
54 | -0,020487080 | 8 | 1 | 1 | 7,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
55 | 0,015573220 | 8 | 1 | 2 | 3,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
56 | 0,006862415 | 8 | 1 | 2 | 0,0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
57 | -0,001226752 | 9 | 1 | 2 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
58 | 0,002850908 | 9 | 1 | 2 | 0,0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Таблица А.4 - Коэффициенты для расчета безразмерных изобарных теплоемкостей компонентов природного газа в идеально-газовом состоянии по формуле (27)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Компонент | B | C | D | E | F | G | H | J | |
Метан | 4,00088 | 0,76315 | 820,659 | 0,00460 | 178,410 | 8,74432 | 1062,82 | -4,46921 | 1090,53 |
Этан | 4,00263 | 4,33939 | 559,314 | 1,23722 | 223,284 | 13,1974 | 1031,38 | -6,01989 | 1071,29 |
Пропан | 4,02939 | 6,60569 | 479,856 | 3,19700 | 200,893 | 19,1921 | 955,312 | -8,37267 | 1027,29 |
и-Бутан | 4,06714 | 8,97575 | 438,270 | 5,25156 | 198,018 | 25,1423 | 1905,02 | 16,1388 | 893,765 |
н-Бутан | 4,33944 | 9,44893 | 468,270 | 6,89406 | 183,636 | 24,4618 | 1914,10 | 14,7824 | 903,185 |
и-Пентан | 4 | 11,7618 | 292,503 | 20,1101 | 910,237 | 33,1688 | 1919,37 | 0 | 0 |
н-Пентан | 4 | 8,95043 | 178,670 | 21,8360 | 840,538 | 33,4032 | 1774,25 | 0 | 0 |
н-Гексан | 4 | 11,6977 | 182,326 | 26,8142 | 859,207 | 38,6164 | 1826,59 | 0 | 0 |
Кислород | 3,50146 | 1,07558 | 2 235,71 | 1,01334 | 1116,69 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Азот | 3,50031 | 0,13732 | 662,738 | -0,14660 | 680,562 | 0,90066 | 1740,06 | 0 | 0 |
Диоксид углерода | 3,50002 | 2,04452 | 919,306 | -1,06044 | 865,070 | 2,03366 | 483,553 | 0,01393 | 341,109 |
Гелий | 2,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Водород | 2,47906 | 0,95806 | 228,734 | 0,45444 | 326,843 | 1,56039 | 1651,71 | -1,3756 | 1671,69 |
Примечание - При расчете безразмерных изобарных теплоемкостей компонентов природного газа в идеально-газовом состоянии по формуле (27) следует иметь в виду, что, если H =0, четвертое слагаемое в правой части формулы (27) принимают равным нулю. |
Таблица А.5 - Критические параметры и факторы Питцера компонентов природного газа
|
|
|
|
Компонент | T , K | , кг/м | |
Метан | 190,564 | 162,66 | 0,064294 |
Этан | 305,32 | 206,58 | 0,10958 |
Пропан | 369,825 | 220,49 | 0,18426 |
и-Бутан | 407,85 | 224,36 | 0,16157 |
н-Бутан | 425,16 | 227,85 | 0,21340 |
и-Пентан | 460,39 | 236,0 | 0,26196 |
н-Пентан | 469,65 | 232,0 | 0,29556 |
н-Гексан | 507,85 | 233,6 | 0,29965 |
Азот | 126,2 | 313,1 | 0,013592 |
Диоксид углерода | 304,2 | 468,0 | 0,20625 |
Гелий | 5,19 | 69,64 | -0,14949 |
Водород | 32,938 | 31,36 | -0,12916 |
|
|
|
|
|
|
|
k | a для компонента i | |||||
| Азот | Диоксид углерода | Метан | Этан | Пропан | н-Бутан |
0 | -0,279070091 | -0,468233636 | -0,838029104 | -1,21924490 | 0,254518256 | -0,524058048 |
1 | 7,81221301 | 5,37907799 | 4,88406903 | 4,05145591 | 2,54779249 | 2,81260308 |
2 | -0,699863421 | -0,0349633355 | -0,344504244 | -0,200150993 | 0,0683095277 | -0,0496574363 |
3 | 0,0378831186 | -0,0126198032 | 0,0151593109 | 0,00662746099 | -0,0114348793 | 0 |
Окончание таблицы А.6
|
|
|
|
|
|
|
k | a для компонента i | |||||
| и-Бутан | н-Пентан | и-Пентан | Гексан | Гелий | Водород |
0 | 1,04273843 | 0,452603096 | 0,550744125 | 0,658064311 | 2,95929817 | 1,42410895 |
1 | 1,69220741 | 1,79775689 | 1,75702204 | 1,50818329 | 7,1775132 | 3,03739469 |
2 | 0,194077419 | 0,157002776 | 0,173363456 | 0,178280027 | -0,641191946 | -0,203048737 |
3 | -0,0159867334 | -0,0158057627 | -0,0167839786 | -0,0161050134 | 0,0451852767 | 0,0106137856 |
|
|
|
|
j | с | r | t |
1 | 3,06331302 | 1 | 1 |
2 | -8,64573627 | 1 | 2 |
3 | 8,96123185 | 1 | 3 |
4 | -3,00860053 | 1 | 4 |
5 | 1,27196662 | 2 | 1 |
6 | -0,875183697 | 2 | 2 |
7 | -0,0577055575 | 3 | 1 |
8 | 0,0352272638 | 5 | 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
i | d для компонента k | ||||||
|
| Азот | Диоксид углерода | Метан | Этан | Пропан | н-Бутан |
1 | 1 | -0,005352690 | -0,03468202 | 0 | 0,04156931 | 0,03976538 | -0,06667775 |
2 | 1 | 0,09101896 | 0,1130498 | 0 | 0 | 0,08375624 | 0,2100174 |
3 | 0 | 0,01501200 | 0,05811886 | 0 | 0,06408111 | 0,1747180 | 0,06330205 |
4 | 1 | 0,2640642 | 0,05767935 | 0 | 0,04763455 | 1,250272 | 0,3182660 |
5 | 0 | -0,1032012 | -0,1814105 | 0 | -0,1889656 | -0,5283498 | 0,1474434 |
6 | 1 | -0,1078872 | -0,5971794 | 0 | 0,1533738 | 0,2458511 | -1,113935 |
Окончание таблицы А.8
|
|
|
|
|
|
|
|
i | d для компонента k | ||||||
|
| и-Бутан | н-Пентан | и-Пентан | Гексан | Гелий | Водород |
1 | 1 | 0,07234927 | 0 | 0,02229787 | 0,1753529 | 0,299249 | -0,03937273 |
2 | 1 | 0,009435210 | 0,1651156 | 0,08380246 | -0,08018375 | -0,1490941 | 0,01532106 |
3 | 0 | -0,03673568 | -0,07126922 | 0,04639638 | -0,03543316 | -0,1577329 | -0,03423876 |
4 | 1 | 0,4516722 | 0,06698673 | -0,1450583 | -0,09677546 | -0,225324 | -0,1399209 |
5 | 0 | -0,3272680 | -0,5283166 | 0,03725585 | -0,2015218 | -0,2731058 | -0,06955475 |
6 | 1 | -0,6135352 | -0,7803174 | -0,4106772 | -1,206562 | -0,8827831 | -1,049055 |
Таблица А.9 - Молярные массы кислорода, аргона, н-гептана и н-октана
|
|
Компонент | Молярная масса М , кг/кмоль |
Кислород | 31,9988 |
Аргон | 39,948 |
н-Гептан | 100,204 |
н-Октан | 114,231 |
Приложение Б
(справочное)
Примеры расчета физических свойств природного газа
Б.1 Примеры расчета, приведенные в настоящем приложении, рекомендуется использовать в качестве тестовых данных при программной реализации методов расчета физических свойств природного газа, которые даны в настоящем стандарте.
Б.2 Примеры расчета приведены в форме таблиц. При этом в таблице Б.1 даны молярные доли компонентов смесей, имитирующих природный газ, а в таблицах Б.2, Б.3 и Б.4 приведены расчетные значения физических свойств для этих смесей при соответствующих температурах и давлениях.
Таблица Б.1 - Молярные доли компонентов смесей, имитирующих природный газ
|
|
|
|
Компоненты | Молярная доля для смесей | ||
| N 1 | N 2 | N 3 |
Метан | 0,965 | 0,812 | 0,8641 |
Этан | 0,018 | 0,043 | 0,018 |
Пропан | 0,0045 | 0,009 | 0,0045 |
и-Бутан | 0,001 | 0,0015 | 0,001 |
н-Бутан | 0,001 | 0,0015 | 0,001 |
и-Пентан | 0,0005 | - | 0,0003 |
н-Пентан | 0,0003 | - | 0,0005 |
н-Гексан | 0,0007 | - | 0,0012 |
Азот | 0,003 | 0,057 | 0,0034 |
Диоксид углерода | 0,006 | 0,076 | 0,006 |
Гелий | - | - | 0,005 |
Водород | - | - | 0,095 |
Таблица Б.2 - Расчетные значения физических свойств для смеси N 1
|
|
|
|
|
|
|
Т, K | р, МПа | , кг/м | z | u, м/с | k | , мкПа·с |
250,00 | 0,1 | 0,8112 | 0,9966 | 402,4 | 1,313 | 9,44 |
300,00 | 0,1 | 0,6749 | 0,9982 | 438,1 | 1,295 | 11,11 |
350,00 | 0,1 | 0,5780 | 0,9990 | 469,3 | 1,273 | 12,68 |
250,00 | 5,0 | 49,295 | 0,8200 | 372,3 | 1,366 | 10,88 |
300,00 | 5,0 | 36,949 | 0,9116 | 425,6 | 1,338 | 12,09 |
350,00 | 5,0 | 30,253 | 0,9543 | 465,5 | 1,311 | 13,48 |
250,00 | 15,0 | 196,15 | 0,6182 | 471,9 | 2,912 | 21,05 |
300,00 | 15,0 | 125,53 | 0,8050 | 460,3 | 1,773 | 16,61 |
350,00 | 15,0 | 95,519 | 0,9068 | 492,0 | 1,541 | 16,39 |
250,00 | 30,0 | 285,18 | 0,8504 | 767,6 | 5,601 | 33,91 |
300,00 | 30,0 | 223,21 | 0,9054 | 646,7 | 3,111 | 25,68 |
350,00 | 30,0 | 178,53 | 0,9703 | 612,6 | 2,233 | 22,47 |
Таблица Б.3 - Расчетные значения физических свойств для смеси N 2
|
|
|
|
|
|
|
T, K | р, МПа | , кг/м | z | u, м/с | k | , мкПа·с |
250,00 | 0,1 | 0,9577 | 0,9963 | 370,1 | 1,312 | 10,08 |
300,00 | 0,1 | 0,7967 | 0,9980 | 402,8 | 1,293 | 11,88 |
350,00 | 0,1 | 0,6823 | 0,9989 | 431,5 | 1,270 | 13,58 |
250,00 | 5,0 | 59,396 | 0,8032 | 339,1 | 1,366 | 11,68 |
300,00 | 5,0 | 43,980 | 0,9039 | 389,6 | 1,335 | 12,95 |
350,00 | 5,0 | 35,869 | 0,9500 | 427,1 | 1,309 | 14,45 |
250,00 | 15,0 | 241,91 | 0,5916 | 444,0 | 3,179 | 24,13 |
300,00 | 15,0 | 151,67 | 0,7864 | 422,4 | 1,804 | 18,18 |
350,00 | 15,0 | 114,10 | 0,8960 | 451,3 | 1,549 | 17,72 |
250,00 | 30,0 | 342,04 | 0,8369 | 728,2 | 6,046 | 38,94 |
300,00 | 30,0 | 267,56 | 0,8915 | 603,4 | 3,247 | 28,75 |
350,00 | 30,0 | 213,16 | 0,9592 | 567,0 | 2,284 | 24,72 |
Таблица Б.4 - Расчетные значения физических свойств для смеси N 3
|
|
|
|
|
|
|
T, K | р, МПа | , кг/м | z | u, м/с | k | , мкПа·с |
250,00 | 0,1 | 0,7454 | 0,9972 | 420,9 | 1,321 | 9,51 |
300,00 | 0,1 | 0,6203 | 0,9986 | 458,3 | 1,303 | 11,18 |
350,00 | 0,1 | 0,5313 | 0,9993 | 491,0 | 1,281 | 12,75 |
250,00 | 5,0 | 43,206 | 0,8602 | 399,4 | 1,379 | 10,69 |
300,00 | 5,0 | 33,217 | 0,9324 | 450,8 | 1,350 | 12,04 |
350,00 | 5,0 | 27,454 | 0,9670 | 490,8 | 1,323 | 13,47 |
250,00 | 15,0 | 158,30 | 0,7044 | 463,0 | 2,263 | 17,60 |
300,00 | 15,0 | 108,18 | 0,8589 | 483,3 | 1,688 | 15,58 |
350,00 | 15,0 | 84,803 | 0,9391 | 519,1 | 1,524 | 15,88 |
250,00 | 30,0 | 253,14 | 0,8809 | 724,47 | 4,428 | 28,92 |
300,00 | 30,0 | 196,78 | 0,9443 | 640,7 | 2,693 | 22,93 |
350,00 | 30,0 | 158,80 | 1,0030 | 626,8 | 2,080 | 20,89 |
Библиография
|
|
Международный стандарт ISO 20765-1:2005(Е)* | Natural gas - Calculation of thermodynamic properties - Part 1: Gas phase properties for transmission and distribution applications |
________________ * С указанным стандартом можно ознакомиться в ФГУП "Стандартинформ".
| |
Государственная система обеспечения единства измерений. Газ природный. Коэффициент динамической вязкости сжатого газа с известным компонентным составом. Метод расчетного определения |
|
|
|
|
УДК 662.76.001.4:006.354 |
| МКС 75.060 | Б19 |
|
|
|
|
Ключевые слова: газ природный, методы расчета, физические свойства, компонентный состав, плотность, коэффициент сжимаемости, показатель адиабаты, скорость звука, коэффициент динамической вязкости, алгоритм расчета, диапазон применения, погрешности расчета |