Розрахунок характеристик газової суміші

Склад природного газу як суміші газів може бути виражений в об'ємних, мольних і масових частках.

Відповідні концентрації i-го компонента у суміші будуть:

(1)

(2)

(3)

Тут – обсяг i-го компонента; - Число молей в обсязі; - Маса i-го компонента.

Щільність газу (газової суміші) визначається за правилом адитивності (складання)

,(2.1)

де a1?an - об'ємні (молярні) концентрації компонентів суміші;

r1¼rn – густини компонентів суміші.

У розрахунках часто користуються поняттям відносної густини газу, тобто ставленням густини газу r до густини повітря rВ при одних і тих же умовах

.(2.2)

При цьому розрізняють нормальні (T=273,15 K та P=0,1013 МПа) та стандартні (T=293,15 K та P=0,1013 МПа) умови.

За нормальних умов щільність газу можна визначити за його молярною масою

,(2.3)

де 22,41 – обсяг одного кіломолю газу за нормальних умов, м 3 /кмоль

– молярна маса газу, кг/кмоль;

ai , Mi – відповідно об'ємна частка та молярна маса i-го компонента

Перерахунок густини газу з одних параметрів стану (P1, T1, z1) на інші (P, T, z) можна здійснити за формулою

,(2.4)

де P та P1 – абсолютні тиски газу;

T та T1 – абсолютні температури газу;

z та z1 –коефіцієнти стисливості газу;

Газова постійна газу (Дж/(кг×К)) залежить від складу газової суміші

,(2.5)

де `R – універсальна газова стала R=8314,3 Н×м/(кмоль×К).

Псевдокрититичні температура та тиск газової суміші визначаються за формулами

,(2.6)

,(2.7)

де TКР i та PКР i – відповідно абсолютні критичні температура та тискi-го компонента газової суміші

Критична температура TКР - температура при якій і вище за яку при підвищенні тиску не можна сконденсувати пар.

Критичний тиск РКР - тиск при якому і вище якого не можна випарувати рідину.

Псевдокритичні параметри природного газу відповідно до норм технологічного проектування можуть бути знайдені за відомою щільністю за стандартних умов rСТ

;(2.8)

.(2.9)

Коефіцієнт стисливості враховує відхилення властивостей газу від законів ідеального газу. Коефіцієнт стисливості z визначається за спеціальними номограмами в залежності від наведених температури та тиску або за формулою, рекомендованою галузевими нормами проектування [13]

; (2.10)

. (2.11)

Динамічна в'язкість газу (Па×с) визначається за формулою

(2.12)

Кінематична в'язкість газу визначається із співвідношення

. (2.13)

. (2.14)

. (2.15)

де CP – середня ізобарна теплоємність газу, що визначається для середніх значень температури та тиску в процесі дроселювання.

---