Natural gas. Methods of calculation of physical properties. Definition of physical properties by equation of state
Дата введения 1 июля 1997 г.
Введен впервые
1 Назначение и область применения
Настоящий стандарт предназначен для определения физических свойств природного газа. Стандарт устанавливает метод расчета плотности, показателя адиабаты, скорости звука, динамической вязкости природного газа, основанный на использовании его уравнения состояния. Метод расчета физических свойств природного газа, приведенный в настоящем стандарте, рекомендуется применять для аттестации других методов расчета.
Используемые в настоящем стандарте определения и обозначения приведены в соответствующих разделах ГОСТ 30319.0.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 30319.0-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения.
ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки.
ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости.
3 Уравнение состояния природного газа
3.1 Вид уравнения состояния
Во Всероссийском научно-исследовательском центре по стандартам, информации и сертификации сырья, материалов и веществ (ВНИЦ СМВ) для расчета физических свойств природного газа разработано уравнение состояния (УС)
S
r k k l
z = 1 + сумма сумма (с х ро /Т ), (1)
k = 1 l = 0 kl п п
где с - коэффициенты УС;
kl
ро = ро /ро - приведенная плотность;
п м пк
Т = Т/Т - приведенная температура;
п пк
ро - молярная плотность, кмоль/м3;
м
ро и Т - псевдокритические параметры природного газа.
пк пк
Формулы расчета коэффициентов УС и псевдокритических параметров природного газа приведены в ГОСТ 30319.2 (см. 3.2.5).
3.2 Пределы применения уравнения состояния и погрешности расчета свойств
Исходными данными для расчета свойств по УС (1) являются давление, температура и компонентный состав природного газа, который выражен в молярных или объемных долях компонентов.
УС (1) предназначено для работы в интервале параметров:
по давлению - до 12 МПа;
по температуре - 240-480 К;
по составу в молярных долях:
| метан | >= 0,50 |
| этан | <= 0,20 |
| пропан | <= 0,05 |
| н-бутан | <= 0,03 |
| и-бутан | <= 0,03 |
| азот | <= 0,30 |
| диоксид углерода | <= 0,30 |
| сероводород | <= 0,30 |
| остальные компоненты | <= 0,01 |
по плотности газа при стандартных условиях - 0,66-1,05 кг/м3 (плотность газа при стандартных условиях рассчитывают по формуле (16) ГОСТ 30319.1);
по высшей удельной теплоте сгорания газа - 20-48 МДж/м3 (высшую удельную теплоту сгорания рассчитывают по 7.2 ГОСТ 30319.1, допускается рассчитывать высшую удельную теплоту сгорания по формуле (52) ГОСТ 30319.1).
Погрешности расчета плотности, показателя адиабаты, скорости звука по УС (1) и динамической вязкости природного газа по уравнению (15) в указанных диапазонах параметров определены в соответствии с рекомендациями работ [1-3] и с использованием данных по скорости звука [4]. Погрешности приведены в таблице 1 без учета погрешностей исходных данных.
4 Определение физических свойств природного газа
4.1 Определение плотности
4.1.1 Алгоритм определения плотности ро_м из уравнения (1) при заданных давлении (р, МПа) и температуре (Т, К) приведен в ГОСТ 30319.2 (см. 3.2.5).
Плотность ро, кг/м3, вычисляют по формуле
ро = ро х М. (2)
м
Таблица 1 - Погрешности расчета свойств природного газа
Свойство | Область параметров состояния | Примечание | |||||
240 <= Т < 270 К | Т = (270 - 480) К и р <= 12 МПа | ||||||
| р <= 6 МПа | 6 < р <= 12 МПа | ||||||
| Плотность | 0,3 % | 0,4 % | 0,2 % | Природный газ не содержит сероводород | |||
| Показательадиабаты | 0,9 % | 1,0 % | 0,6 % | ||||
| Скоростьзвука | 0,3 % | 1,0 % | 0,5 % | ||||
| Вязкость | 2,0 % | 3,0 % | 2,0 % | ||||
| Плотность | 0,6 % | (1,0 - 1,5) % | 0,4 % | Природный газ, содержащий сероводород | |||
| Показательадиабаты | 0,6 % | 1,1 % | 0,6 % | ||||
| Скоростьзвука | 0,3 % | 1,0 % | 0,5 % | ||||
| Вязкость | 2,0 % | 3,0 % | 2,0 % | ||||