Введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 ноября 2015 г. N 1744-ст
Межгосударственный стандарт ГОСТ 30319.2-2015
"ГАЗ ПРИРОДНЫЙ. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ. ВЫЧИСЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ О ПЛОТНОСТИ ПРИ СТАНДАРТНЫХ УСЛОВИЯХ И СОДЕРЖАНИИ АЗОТА И ДИОКСИДА УГЛЕРОДА"
Natural gas. Methods of calculation of physical properties. Calculation of physical properties on base information on density of standards conditions and nitrogen and carbon dioxide contents
Дата введения - 1 января 2017 г.
Взамен ГОСТ 30319.1-96,
ГОСТ 30319.2-96
Предисловие
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены 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 Российской Федерации (Росстандарт)
3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (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 стандартизации (по управлению строительством)
|
|
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 10 ноября 2015 г. N 1744-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30319.2-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.
5 Взамен ГОСТ 30319.1-96, ГОСТ 30319.2-96
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, плотности при стандартных условиях, содержания азота и диоксида углерода.
1.2 Настоящий стандарт применяют для расчета указанных в 1.1 физических свойств природного газа при давлениях до 7,5 МПа включительно и температурах от 250 до 350 К.
1.3 Методы 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 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава
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 31371.3-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 3. Определение водорода, гелия, кислорода, азота, диоксида углерода и углеводородов до C8 с использованием двух насадочных колонок
ГОСТ 31371.4-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 4. Определение азота, диоксида углерода и углеводородов C1-C5 и C6+ в лаборатории и с помощью встроенной измерительной системы с использованием двух колонок
ГОСТ 31371.5-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 5. Определение азота, диоксида углерода и углеводородов C1-C5 и C6+ в лаборатории и при непрерывном контроле с использованием трех колонок
ГОСТ 31371.6-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 6. Определение водорода, гелия, кислорода, азота, диоксида углерода и углеводородов C1-C8 с использованием трех капиллярных колонок
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
ГОСТ 30319.3-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о компонентном составе
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 ГОСТ 30319.1.
3.2 Основные условные обозначения величин, принятые в стандарте, приведены в таблице 2 ГОСТ 30319.1.
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:
z=1+Bmρ̃+Cmρ̃2,
(1)
где Bm и Cm - коэффициенты уравнения состояния.
Коэффициенты уравнения состояния рассчитывают по следующим формулам:
Bm=xэ2·B1+xэxaB*(B1+B2)-1,73xэxy(B1B3)0,5+
+xa2B2+2xaxyB23+xy2B3,
(2)
Cm=xэ3C1+3xэ2xaC*(C12C2)1/3+2,76xэ2xy(C12C3)1/3+
+3xэxa2C*(C1C22)1/3+6,6xэxaxy(C1C2C3)1/3+2,76xэxy2(C1C32)1/3+
+xa3C2+3xa2xyC223+3xaxy2C233+xy3C3,
(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)
B1=-0,425468+2,865·10-3T-4,62073·10-6T2+
+(8,77118·10-4-5,56281·10-6T+8,81514·10-9T2)·Hэ+
+(-8,24747·10-7+4,31436·10-9T-6,08319·10-12T2)·Hэ2,
(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)
C1=-0,302488+1,95861·10-3T-3,16302·10-6T2+(6,46422·10-4-
-4,22876·10-6T+6,88157·10-9T2)·Hэ+(-3,32805·10-7+2,2316·10-9T-
-3,67713·10-12T2)·Hэ2,
(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
Mэ=(24,05525·zcρc-28,0135xa-44,01xy)/xэ.
(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
zc=1-(0,0741ρc-0,006-0,063xa-0,0575xy)2.
(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)
A2=[A0-(A02-A13)0,5]1/3,
(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
ρ=103Mmp/(RTz),
(26)
где Mm - молярная масса природного газа, которую рассчитывают по следующей формуле
Mm=24,05525·zcρc.
(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
|
ρc, кг/м3
|
р, МПа
|
δм, %
|
δсист, %
|
δст, %
|
|
20≤Н, МДж/м3≤48
0,66≤ρc, кг/м3≤1,05
0≤xa≤0,20
0≤ xу≤0,20
250≤Т, К≤350
0,1≤р, 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 Н - высшая теплота сгорания, рассчитанная по ГОСТ 31369 или по следующей формуле: Н = 92,819(0,51447 ρc + 0,05603 - 0,65689xa - xу).
3 δм - погрешность метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности.
4 δсист и δст - соответственно систематическое и стандартное отклонения расчетных значений коэффициента сжимаемости от экспериментальных данных.
|
4.3.2 Погрешности расчета коэффициента сжимаемости (δz) и плотности (δρ) 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
,
(28)
,
(29)
где δм - погрешность метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности, значения которой приведены в таблице 1;
δzид - погрешность расчета коэффициента сжимаемости, которая появляется дополнительно в связи с погрешностью измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода;
δρид - 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 δzид и δρид приведены в А.3 (приложение А).
5 Определение показателя адиабаты
5.1 Показатель адиабаты применяют при расчете коэффициента расширения природного газа.
5.2 Показатель адиабаты зависит от параметров состояния газа (давления и температуры), а в случае природного газа и от его компонентного состава.
5.3 Показатель адиабаты природного газа вычисляют по формуле Кобза [2], которая имеет следующий вид:
k=1,556(1+0,074xa)-3,9·10-4T(1-0,68xa)-0,208ρc+
+(p/T)1,43[384(1-xa)(p/T)0,8+26,4xa],
(30)
где xa - молярная доля азота.
5.4 Диапазон применения и погрешности метода расчета показателя адиабаты по формуле (30) приведены в таблице 2.
5.5 Погрешность расчета показателя адиабаты (δk) с учетом погрешности измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях и молярных долей азота (исходных данных для расчета) вычисляют по формуле
,
(31)
где δм - погрешность метода расчета показателя адиабаты, значения которой приведены в таблице 2;
δkид - погрешность расчета показателя адиабаты, которая появляется дополнительно в связи с погрешностью измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях и молярных долей азота.
Формулы расчета δkид приведены в А.3 (приложение А).
Таблица 2 - Диапазон применения и погрешности метода расчета показателя адиабаты
|
Диапазон применения и погрешности метода расчета
|
Отклонения отданных ГОСТ 30319.3
|
|
Диапазон применения
|
T, К
|
р, МПа
|
δм, %
|
δсист, %
|
δст, %
|
|
20≤Н, МДж/м3≤48
0,66≤ρc, кг/м3≤1,05
0≤xa≤0,20
0≤xy≤0,20
250≤Т, К≤350
0,1≤р, МПа≤7,5
|
От 250 до 260 включ.
|
От 0,1 до 6,0 включ.
|
2,5
|
-0,17
|
1,2
|
|
Св. 6,0 до 7,5 включ.
|
4,9
|
-1,3
|
2,2
|
|
Св. 260 до 350 включ.
|
От 0,1 до 7,5 включ.
|
2,5
|
-0,49
|
1,2
|
|
Примечания
1 Оценка значений погрешностей метода расчета показателя адиабаты выполнена в соответствии с А.2 (приложение А).
2 Н - высшая теплота сгорания, рассчитанная по ГОСТ 31369 или по следующей формуле: Н = 92,819(0,51447 ρc + 0,05603 - 0,65689xa - xу).
3 δм - погрешность метода расчета показателя адиабаты.
4 δсист и δст - соответственно систематическое и стандартное отклонения расчетных значений показателя адиабаты отданных, рассчитанных (полученных) по методу ГОСТ 30319.3.
|
6 Определение скорости звука
6.1 Скорость звука применяют при определении поправочного множителя показаний вибрационных плотномеров и при контроле точности результатов измерений расхода природного газа ультразвуковыми преобразователями расхода.
6.2 Скорость звука зависит от параметров состояния газа (давления и температуры), а в случае природного газа и от его компонентного состава.
6.3 Скорость звука вычисляют по формуле
.
(32)
Входящие в правую часть формулы (32) свойства рассчитывают:
- показатель адиабаты - по формуле (30);
- коэффициент сжимаемости - по методу раздела 4;
- коэффициент сжимаемости при стандартных условиях - по формуле (18).
Формула (32) получена из уравнений термодинамики для скорости звука и показателя адиабаты [3].
6.4 Диапазон применения и погрешности метода расчета скорости звука по формуле (32) приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Диапазон применения и погрешности метода расчета скорости звука
|
Диапазон применения и погрешности метода расчета
|
Отклонения отданных ГОСТ 30319.3
|
|
Диапазон применения
|
Т, К
|
р, МПа
|
δм, %
|
δсист, %
|
δст, %
|
|
20≤Н, МДж/м3≤48
0,66≤ρc, кг/м3≤1,05
0≤xa≤0,20
0≤xy≤0,20
250≤Т, К≤350
0,1≤р, МПа≤7,5
|
От 250 до 260 включ.
|
От 0,1 до 6,0 включ.
|
1,3
|
-0,06
|
0,63
|
|
Св. 6,0 до 7,5 включ.
|
2,7
|
-0,62
|
1,2
|
|
Св. 260 до 350 включ.
|
От 0,1 до 7,5 включ.
|
1,3
|
-0,25
|
0,61
|
|
Примечания
1 Оценка значений погрешностей метода расчета скорости звука выполнена в соответствии с А.2 (приложение А).
2 Н - высшая теплота сгорания, рассчитанная по ГОСТ 31369 или по следующей формуле: Н = 92,819(0,51447 ρc + 0,05603 - 0,65689 xa - xу).
3 δм - погрешность метода расчета скорости звука.
4 δсист и δст - соответственно систематическое и стандартное отклонения расчетных значений скорости звука от данных, рассчитанных (полученных) по методу ГОСТ 30319.3.
|
6.5 Погрешность расчета скорости звука (δu) с учетом погрешности измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода (исходных данных для расчета) вычисляют по формуле
,
(33)
где δм - погрешность метода расчета скорости звука, значения которой приведены в таблице 3;
δuид - погрешность расчета скорости звука, которая появляется дополнительно в связи с погрешностью измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода.
Формулы расчета δuид приведены в А.3 (приложение А).
7 Определение коэффициента динамической вязкости
7.1 Вязкость применяют для вычисления числа Рейнольдса, которое является одной из важнейших характеристик течения вязкой среды и определяется отношением инерционных сил к силам вязкости. Число Рейнольдса применяют для определения коэффициента истечения.
7.2 Вязкость природного газа рассчитывают по формуле
,
(34)
где xa - молярная доля азота;
xу - молярная доля диоксида углерода;
pп и Тп - приведенные давление и температура, соответственно.
Приведенные давление и температуру вычисляют по формулам
pп = p/pпк,
(35)
Tп = T/Tпк,
(36)
где pпк и Тпк - псевдокритические давление в МПа и температура в К, которые рассчитывают по формулам
pпк=2,9585(1,608-0,05994ρc+xy-0,392xa),
(37)
Тпк=88,25(0,9915+1,759ρc-xy-1,681xa).
(38)
7.3 Диапазон применения и погрешности метода расчета вязкости по формуле (34) приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Диапазон применения и погрешности метода расчета вязкости
|
Диапазон применения и погрешности метода расчета
|
Отклонения отданных ГОСТ 30319.3
|
|
Диапазон применения
|
р, МПа
|
δм, %
|
δсист, %
|
δст, %
|
|
20≤Н, МДж/м3≤48
0,66≤ρc, кг/м3≤1,05
0≤xa≤0,20
0≤xy≤0,20
250≤Т, К≤350
0,1≤р, МПа≤7,5
|
От 0,1 до 1,0 включ.
|
5,6
|
-3,1
|
2,3
|
|
Св. 1,0 до 7,5 включ.
|
6,7
|
-4,2
|
2,2
|
|
Примечания
1 Оценка значений погрешностей метода расчета вязкости выполнена в соответствии с А.2 (приложение А).
2 Н - высшая теплота сгорания, рассчитанная по ГОСТ 31369 или по следующей формуле: Н = 92,819(0,51447 ρc + 0,05603 - 0,65689 xa - xу).
3 δм - погрешность метода расчета вязкости.
4 δсист и δст - соответственно систематическое и стандартное отклонения расчетных значений вязкости от данных, рассчитанных (полученных) по методу ГОСТ 30319.3.
|
7.4 Погрешность расчета вязкости (δμ) с учетом погрешности измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода (исходных данных для расчета) вычисляют по формуле
(39)
где δм - погрешность метода расчета вязкости, значения которой приведены в таблице 4;
δμид - погрешность расчета вязкости, которая появляется дополнительно в связи с погрешностью измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода.
Формулы расчета δμид приведены в А.3 (приложение А).
Примеры расчета физических свойств природного газа по представленным в стандарте методам приведены в приложении Б.
Приложение А
(обязательное)
Оценка погрешностей методов расчета физических свойств природного газа
А.1 Погрешность метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности
Погрешность метода расчета коэффициента сжимаемости вычисляют по формуле
,
(А.1)
где δсист - систематическое отклонение расчетных значений коэффициента сжимаемости от экспериментальных данных;
δст - стандартное отклонение расчетных значений коэффициента сжимаемости от экспериментальных данных;
δэксп - погрешность экспериментальных данных (0,1%).
Систематическое и стандартное отклонения рассчитывают по следующим формулам:
,
(А.2)
,
(А.3)
где N - число экспериментальных данных;
δi - отклонение расчетного значения коэффициента сжимаемости от его экспериментального значения в i-й точке экспериментальных данных, которое рассчитывают по формуле
(i = 1, 2, ..., N - 1, N),
(А.4)
где zрасч,i и zэксп,i - соответственно, расчетное и экспериментальное значения коэффициента сжимаемости в i-й точке экспериментальных данных.
Примечание - Численно значения погрешности метода расчета коэффициента сжимаемости и плотности равны.
А.2 Погрешности методов расчета показателя адиабаты, скорости звука и коэффициента динамической вязкости
Значения погрешностей рассчитаны по формуле
,
(А.5)
где δсист - систематическое отклонение расчетных значений показателя адиабаты, скорости звука и вязкости от данных, рассчитанных (полученных) по методу ГОСТ 30319.3;
δст - стандартное отклонение расчетных значений показателя адиабаты, скорости звука и вязкости от данных, полученных по методу ГОСТ 30319.3;
δгост - погрешность данных, полученных по методу ГОСТ 30319.3, о показателе адиабаты, скорости звука и вязкости.
Систематическое и стандартное отклонения рассчитаны по формулам (А.2) и (А.3), соответственно, за исключением вычисления отклонения расчетного значения показателя адиабаты, скорости звука и вязкости от их значений в i-ой точке полученных по методу ГОСТ 30319.3 данных (δi), которые рассчитывают по следующим формулам:
(i = 1, 2, ..., N - 1, N),
(A.6)
(i = 1, 2, ..., N - 1, N),
(А.7)
(i = 1, 2, ..., N - 1, N),
(A.8)
где kрасч,i и kГОСТ,i - соответственно, расчетное значение показателя адиабаты и его значение, полученное по методу ГОСТ 30319.3;
uрасч,i и uГОСТ,i - соответственно, расчетное значение скорости звука и ее значение, полученное по методу ГОСТ 30319.3;
μрасч,i и μГОСТ,i - соответственно, расчетное значение вязкости и ее значение, полученное по методу ГОСТ 30319.3;
N - число данных, полученных по методу ГОСТ 30319.3.
А.3 Расчет дополнительных погрешностей методов расчета коэффициента сжимаемости, плотности, показателя адиабаты, скорости звука и коэффициента динамической вязкости
А.3.1 Погрешности расчета коэффициента сжимаемости (δzид), плотности (δρид), показателя адиабаты (δkид), скорости звука (δuид) и вязкости (δμид), которые появляются дополнительно в связи с погрешностью измерения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода, вычисляют по следующим формулам:
,
(А.9)
,
(А.10)
,
(А.11)
,
(А.12)
,
(А.13)
где qk - условное обозначение k-го параметра применяемых для расчета исходных данных, т.е. измеренные значения давления (pи), температуры (Tи), плотности при стандартных условиях (ρcи), молярных долей азота (xaи) и диоксида углерода (xуи) природного газа;
z, ρ, k, u и μ - соответственно, коэффициент сжимаемости, плотность, показатель адиабаты, скорость звука и вязкость, значения которых рассчитывают при измеренных значениях давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода природного газа;
, 
, 
, 
и 
- соответственно, коэффициент сжимаемости, плотность, показатель адиабаты, скорость звука и вязкость, алгоритм расчета которых приведен в А.3.2;
, 
, 
, 
и 
- соответственно, коэффициент сжимаемости, плотность, показатель адиабаты, скорость звука и вязкость, алгоритм расчета которых приведен в А.3.2.
А.3.2 Ниже приведен алгоритм расчета значений коэффициента сжимаемости ( и ). Расчет аналогичных значений плотности ( и ), показателя адиабаты ( и ), скорости звука ( и ) и вязкости ( и ) осуществляют так же, как и для коэффициента сжимаемости и .
Значения коэффициента сжимаемости рассчитывают:
- для k = 1 при pи+, Tи, ρcи, xaи и xуи,
- для k = 2 при pи, Tи+, ρcи, xaи и xуи,
- для k = 3 при pи, Tи, ρcи+, xaи и xуи,
- для k = 4 при pи, Tи, ρcи, xaи+ и xуи,
- для k = 5 при pи, Tи, ρcи, xaи и xуи+.
Значения коэффициента сжимаемости рассчитывают:
- для k = 1 при pи-, Tи, ρcи, xaи и xуи,
- для k = 2 при pи, Tи-, ρcи, xaи и xуи,
- для k = 3 при pи, Tи, ρcи-, xaи и xуи,
- для k = 4 при pи, Tи, ρcи, xaи- и xуи,
- для k = 5 при pи, Tи, ρcи, xaи и xуи-.
При этом значения давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода с нижними индексами, включающими плюс и минус, рассчитывают по формулам:
pи+=pи(1+0,005δp),
(А.14)
pи-=pи(1-0,005δp),
(А.15)
Tи+=Tи(1+0,005δT),
(А.16)
Tи-=Tи(1-0,005δT),
(А.17)
ρcи+=ρcи(1+0,005δρc),
(А.18)
ρcи-=ρcи(1-0,005δρc),
(А.19)
xaи+=xaи(1+0,005δxa),
(А.20)
xaи-=xaи(1-0,005δxa),
(А.21)
xуи+=xуи(1+0,005δxy),
(А.22)
xуи-=xуи(1-0,005δxy),
(А.23)
где δp, δT, δρc, δxa и δxy - соответственно, погрешности измерения pи, Tи, ρcи, xаи и xуи, численные значения которых определяют в соответствии с применяемыми методиками или средствами их измерений.
Приложение Б
(справочное)
Примеры расчета физических свойств природного газа
Б.1 Примеры расчета 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 исходные данные для расчета физических свойств смесей, имитирующих природный газ, а в таблицах Б.2 и Б.3 приведены расчетные значения физических свойств этих смесей при соответствующих температурах и давлениях.
Таблица Б.1 - Исходные данные для расчета физических свойств смесей, имитирующих природный газ
|
Исходные данные
|
Смеси
|
|
N 1
|
N 2
|
|
Плотность при стандартных условиях, кг/м3
|
0,7000
|
0,8263
|
|
Молярная доля азота
|
0,003
|
0,057
|
|
Молярная доля диоксида углерода
|
0,006
|
0,076
|
Таблица Б.2 - Расчетные значения физических свойств для смеси N 1
|
Т, K
|
р, МПа
|
ρ, кг/м3
|
z
|
u, м/с
|
к
|
μ, мкПа·с
|
|
250,00
|
0,1
|
0,8112
|
0,9966
|
402,4
|
1,314
|
9,47
|
|
300,00
|
0,1
|
0,6749
|
0,9982
|
437,9
|
1,294
|
11,16
|
|
350,00
|
0,1
|
0,5780
|
0,9990
|
469,6
|
1,275
|
12,71
|
|
250,00
|
2,0
|
17,368
|
0,9310
|
390,1
|
1,322
|
9,68
|
|
300,00
|
2,0
|
13,983
|
0,9636
|
431,1
|
1,299
|
11,29
|
|
350,00
|
2,0
|
11,784
|
0,9801
|
465,8
|
1,278
|
12,80
|
|
250,00
|
5,0
|
49,146
|
0,8225
|
374,1
|
1,376
|
10,77
|
|
300,00
|
5,0
|
36,947
|
0,9117
|
425,1
|
1,336
|
11,96
|
|
350,00
|
5,0
|
30,287
|
0,9533
|
464,0
|
1,304
|
13,32
|
|
250,00
|
7,5
|
82,728
|
0,7329
|
364,8
|
1,468
|
12,40
|
|
300,00
|
7,5
|
57,885
|
0,8729
|
425,4
|
1,397
|
12,96
|
|
350,00
|
7,5
|
46,341
|
0,9346
|
467,0
|
1,348
|
14,10
|
Таблица Б.3 - Расчетные значения физических свойств для смеси N 2
|
Т, K
|
р, МПа
|
ρ, кг/м3
|
z
|
w, м/с
|
к
|
μ, мкПа·с
|
|
250,00
|
0,1
|
0,9576
|
0,9964
|
368,0
|
1,297
|
9,65
|
|
300,00
|
0,1
|
0,7967
|
0,9980
|
400,6
|
1,278
|
11,40
|
|
350,00
|
0,1
|
0,6823
|
0,9989
|
429,6
|
1,260
|
13,01
|
|
250,00
|
2,0
|
20,621
|
0,9254
|
355,9
|
1,306
|
9,88
|
|
300,00
|
2,0
|
16,550
|
0,9608
|
394,0
|
1,285
|
11,54
|
|
350,00
|
2,0
|
13,932
|
0,9784
|
426,0
|
1,264
|
13,11
|
|
250,00
|
5,0
|
59,222
|
0,8055
|
339,0
|
1,362
|
11,08
|
|
300,00
|
5,0
|
43,950
|
0,9045
|
387,8
|
1,322
|
12,24
|
|
350,00
|
5,0
|
35,904
|
0,9491
|
424,0
|
1,291
|
13,65
|
|
250,00
|
7,5
|
101,70
|
0,7036
|
327,3
|
1,453
|
12,88
|
|
300,00
|
7,5
|
69,162
|
0,8622
|
387,2
|
1,383
|
13,30
|
|
350,00
|
7,5
|
55,056
|
0,9284
|
426,3
|
1,334
|
14,45
|
Библиография
|
[1]
|
Международный стандарт
ISO 12213-3:2006(E)*
|
Natural gas - Calculation of compression factor - Part 3: Calculation using physical properties
|
|
[2]
|
Кобза 3., Добровольски Б. Гонтарек Я. (Польская высшая инженерная школа) Анализ влияния неточности определения показателя адиабаты природных газов на погрешность расчета расхода
|
|
[3]
|
Шпильрайн Э.Э. Кессельман П.М. Основы теории теплофизических свойств веществ. М. "Энергия", 1977. 248 с
|
_______________________________
* С указанным стандартом можно ознакомиться в ФГУП "Стандартинформ".
— Все документы — ГОСТы — ГОСТ 30319.2-2015 ГАЗ ПРИРОДНЫЙ. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ. ВЫЧИСЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ О ПЛОТНОСТИ ПРИ СТАНДАРТНЫХ УСЛОВИЯХ И СОДЕРЖАНИИ АЗОТА И ДИОКСИДА УГЛЕРОДА
Городом с самыми дешевыми квартирами в новостройках оказался Воронеж
Аналитик Гутман: период с мая по июль является лучшим периодом для продажи дачи
«МК»: в России не отменят льготную ипотеку
Аренда квартир в Москве подешевела на 10 %
Вице-премьер Хуснуллин: ставка по ипотеке должна быть пять процентов