БИБЛИОТЕКА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода

4. Определение коэффициента сжимаемости и плотности

 

4.1 Метод расчета

Метод расчета коэффициента сжимаемости и плотности основан на применении уравнения состояния, которое приведено в международном стандарте [1], и имеет следующий вид:

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (1)

 

где Bm и Cm - коэффициенты уравнения состояния.

Коэффициенты уравнения состояния рассчитывают по следующим формулам:

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (2)

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (3)

 

где xэ - молярная доля эквивалентного углеводорода;

xа - молярная доля азота;

xу - молярная доля диоксида углерода.

Молярную долю эквивалентного углеводорода и входящие в формулы (2) и (3) коэффициенты рассчитывают по следующим формулам:

 

xэ = 1 - xа - xу, (4)

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (5)

 

B2 = -0,1446 + 7,4091·10-4T - 9,1195·10-7T2, (6)

 

B23 = -0,339693 + 1,61176·10-3T - 2,04429·10-6T2, (7)

 

B3 = -0,86834 + 4,0376·10-3T - 5,1657·10-6T2, (8)

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (9)

 

C2 = 7,8498·10-3 - 3,9895·10-5T + 6,1187·10-8T2, (10)

 

C3 = 2,0513·10-3 + 3,4888·10-5T - 8,3703·10-8T2, (11)

 

C223 = 5,52066·10-3 - 1,68609·10-5T + 1,57169·10-8T2, (12)

 

C233 = 3,58783·10-3 + 8,06674·10-6T - 3,25798·10-8T2, (13)

 

B* = 0,72 + 1,875·10-5(320 - T)2, (14)

 

C* = 0,92 + 0,0013·(T - 270). (15)

 

В формулах (5), (9) значение теплоты сгорания эквивалентного углеводорода (Hэ) рассчитывают по формуле

 

Hэ = 128,64 + 47,479·Mэ, (16)

 

где Mэ - молярная масса эквивалентного углеводорода, значение которой рассчитывают по формуле

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (17)

 

где xэ - молярная доля эквивалентного углеводорода, см. формулу (4);

xа - молярная доля азота;

xу - молярная доля диоксида углерода.

В формуле (17) коэффициент сжимаемости при стандартных условиях рассчитывают по формуле

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (18)

 

4.2 Алгоритм расчета

4.2.1 Используя измеренные значения температуры, плотности при стандартных условиях, а также измеренные по ГОСТ 31371.1 - ГОСТ 31371.7 значения молярных долей азота и диоксида углерода, рассчитывают значения коэффициентов уравнения состояния (1) Bm и Cm по формулам (2) - (18).

Примечание - Допускается рассчитывать плотность при стандартных условиях по ГОСТ 31369.

 

4.2.2 Рассчитывают коэффициент сжимаемости при измеренных значениях температуры и давления по формуле

 

z = (1 + A2 + A1/A2)/3, (19)

 

где

 

A1 = 1 + B0, (20)

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (21)

 

A0 = 1 + 1,5(B0 + C0), (22)

 

B0 = bBm, (23)

 

C0 = b2Cm, (24)

 

b = 103p/(2,7715T). (25)

 

4.2.3 Плотность природного газа рассчитывают по формуле

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (26)

 

где Mm - молярная масса природного газа, которую рассчитывают по следующей формуле

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (27)

 

В формуле (27) коэффициент сжимаемости при стандартных условиях рассчитывают по формуле (18).

4.3 Диапазон применения и погрешности расчета

4.3.1 Диапазон применения и погрешности метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности по уравнению состояния (1) приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Диапазон применения и погрешности метода расчета

коэффициента сжимаемости и плотности

 

Диапазон применения и погрешности метода расчета

Отклонения от экспериментальных данных

Диапазон применения

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода, кг/м3

p, МПа

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода, %

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода, %

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода, %

20 <= H, МДж/м3 <= 48

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода, кг/м3 <= 1,05

0 <= xа <= 0,20

0 <= xу <= 0,20

250 <= T, К <= 350

0,1 <= p, МПа <= 7,5

От 0,66 до 0,70 включ.

От 0,1 до 3,0 включ.

0,11

0,002

0,02

Св. 3,0 до 7,5 включ.

0,16

0,01

0,06

Св. 0,70 до 0,75 включ.

От 0,1 до 3,0 включ.

0,13

-0,005

0,04

Св. 3,0 до 7,5 включ.

0,17

-0,005

0,07

Св. 0,75 до 1,05 включ.

От 0,1 до 3,0 включ.

0,12

0,006

0,03

Св. 3,0 до 7,5 включ.

0,16

-0,005

0,06

Примечания

1 Оценка значений погрешностей метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности выполнена в соответствии с А.1 (приложение А).

2 H - высшая теплота сгорания, рассчитанная по ГОСТ 31369 или по следующей формуле: ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода.

3 ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода - погрешность метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности.

4 ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода и ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода - соответственно систематическое и стандартное отклонения расчетных значений коэффициента сжимаемости от экспериментальных данных.

 

4.3.2 Погрешности расчета коэффициента сжимаемости ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода и плотности ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода по уравнению состояния (1) с учетом погрешности измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода (исходных данных для расчета) вычисляют по формулам

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (28)

 

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода (29)

 

где ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода - погрешность метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности, значения которой приведены в таблице 1;

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода - погрешность расчета коэффициента сжимаемости, которая появляется дополнительно в связи с погрешностью измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода;

ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода - погрешность расчета плотности, которая появляется дополнительно в связи с погрешностью измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода.

Формулы расчета ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода и ГОСТ 30319.2-2015. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода приведены в А.3 (приложение А).