Изчисляване на характеристиките на газовата смес

Съставът на природния газ като смес от газове може да бъде изразен в обемни, молни и масови фракции.

Съответните концентрации на i-тия компонент в сместа ще бъдат:

(1)

(2)

(3)

Ето обема на i-тия компонент; - брой молове в обем; е масата на i-тия компонент.

Плътността на газ (газова смес) се определя от правилото за адитивност (добавяне)

,(2.1)

където a1¼an са обемните (моларни) концентрации на компонентите на сместа;

r1¼rn са плътностите на компонентите на сместа.

При изчисленията често се използва концепцията за относителна плътност на газа, тоест съотношението на плътността на газа r към плътността на въздуха rB при същите условия

.(2.2)

В същото време се разграничават нормални (T=273,15 K и P=0,1013 MPa) и стандартни (T=293,15 K и P=0,1013 MPa) условия.

При нормални условия плътността на газа може да се определи от неговата моларна маса

,(2.3)

където 22.41 е обемът на един киломол газ при нормални условия, m 3 / kmol

е моларната маса на природния газ, kg/kmol;

ai , Mi са съответно обемната част и моларната маса на i-тия компонент

Преизчисляването на плътността на газа от някои параметри на състоянието (P1, T1, z1) към други (P, T, z) може да се извърши по формулата

,(2,4)

където P и P1 са абсолютни газови налягания;

T и T1 са абсолютни температури на газа;

z и z1 са коефициенти на свиваемост на газа;

Газовата константа на природния газ (J/(kg×K)) зависи от състава на газовата смес

,(2,5)

където `R е универсалната газова константа R=8314,3 N×m/(kmol×K).

Псевдокритичната температура и налягането на газовата смес се определят по формулите

,(2,6)

,(2,7)

където TCR i и PCR i са съответно абсолютната критична температура и наляганеi-ти компонент на газовата смес.

Критичната температура TKR е температурата, при която и над която парата не може да се кондензира с нарастващо налягане.

Критичното налягане PKR е налягането, при което и над което течността не може да се изпари.

Псевдокритичните параметри на природния газ в съответствие с нормите на технологичния дизайн могат да бъдат намерени от известна плътност при стандартни условия rST

;(2,8)

.(2,9)

Коефициентът на свиваемост взема предвид отклонението на свойствата на природния газ от законите на идеалния газ. Коефициентът на свиваемост z се определя чрез специални номограми в зависимост от дадената температура и налягане или по формулата, препоръчана от индустриалните стандарти за проектиране [13]

; (2.10)

. (2.11)

Динамичният вискозитет на газа (Pa×s) се определя по формулата

(2.12)

Кинематичният вискозитет на газа се определя от съотношението

. (2.13)

. (2.14)

. (2,15)

където CP е средният изобарен топлинен капацитет на газа, определен за средните стойности на температурата и налягането по време на процеса на дроселиране.

---