ГСССД 160-93

GSSSD 160-93

     

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА СТАНДАРТНЫХ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХ

Таблицы стандартных справочных данных

ГАЗ ПРИРОДНЫЙ РАСЧЕТНЫЙ.

ПЛОТНОСТЬ, ФАКТОР СЖИМАЕМОСТИ, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ, ИЗОБАРНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ, СКОРОСТЬ ЗВУКА, ПОКАЗАТЕЛЬ АДИАБАТЫ И КОЭФФИЦИЕНТ ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 250…450 К И ДАВЛЕНИЯХ 0,1…12 МПА

Tables of standard reference data. Natural gas rated. Density, compressibility factor, entalpy, entropy, isobaric specific heat, velocity of sound, index of adiabate and coefficient of volume thermal expansion in the temperature range 250…450 К and pressure range 0,1...12 MPa

РАЗРАБОТАНЫ Всероссийским научно-исследовательским центром по стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ Госстандарта России

АВТОРЫ: д-р техн. наук А.Д.Козлов, канд. техн. наук В.М.Кузнецов, канд. техн. наук Ю.В.Мамонов, канд. техн. наук С.А.Степанов

РЕКОМЕНДОВАНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Научно-производственным объединением по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И.Ползунова; Всероссийским научно-исследовательским центром по стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ Госстандарта России

ОДОБРЕНЫ экспертной комиссией в составе:

д-ра техн. наук В.Н.Зубарева, д-ра техн. наук Б.А.Григорьева, д-ра техн. наук В.В.Пугача, канд. техн. наук В.А.Айрапетова, канд. техн. наук П.В.Попова

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Всероссийским научно-исследовательским центром стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ  Госстандарта России

УТВЕРЖДЕНЫ Государственным комитетом Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации "06" июля 1993 г. (протокол N 7).

ВМЕСТО ГСССД 81-84

Применение стандартных справочных данных обязательно во всех отраслях народного хозяйства

Настоящие таблицы стандартных справочных данных вводятся вместо ГСССД 81-84 [1]. Разработка новых таблиц обусловлена появлением многочисленных новых экспериментальных данных о термических свойствах природного газа [2] и разработкой более совершенной методики получения уравнений и оценки погрешностей вычисленных по нему значений [3].

Таблицы стандартных справочных данных содержат значения плотности, фактора сжимаемости, энтальпии, энтропии, изобарной теплоемкости, скорости звука, показателя адиабаты и коэффициента объемного расширения сухого природного газа, состав которого (объемные доли в процентах) регламентируется ГОСТ 23194-83: метан 98,63, этан 0,12, пропан 0,02, н-бутан 0,10, диоксид углерода 1,01, азот 0,12. Параметры состояния, при которых рассчитаны таблицы, относятся к области изменения температур и давлений, наиболее важной для практических расчетов центробежных нагнетателей для транспортирования природного газа.

Таблицы рассчитаны на основании известных термодинамических соотношений по уравнению состояния, построенному в виде зависимости свободной энергии от приведенных плотности и температуры:

,

где - избыточная по отношению к идеальному газу свободная энергия; 506,781 Дж/(кг К) - газовая постоянная,

; ;

и - приведенные плотность и температура; - температура, К; - плотность, кг/м; 192,014 К и 166,695 кг/м - плотность и температура природного газа в псевдокритической точке. Значения параметров уравнения , , , , , , и представлены в таблице 1.

При заданных давлении [МПа] и температуре [К] плотность определяется в итерационном цикле методом Ньютона.

Фактор сжимаемости, энтальпия, энтропия, изобарная теплоемкость, скорость звука, показатель адиабаты и коэффициент объемного расширения рассчитывались, соответственно, по формулам:

;

;

, ;

;

;

;

, ,

где , а комплексы имеют вид:

;

;

;

;

;

,

причем , , , .

Термодинамические свойства в идеально-газовом состоянии вычисляются по формулам

;

где ; 1,75332;

                                 -9,91864;

                                 21,4841;

                                 -21,0041;

                                 11,4131;

                                 0,587275.

Расчетные данные о термодинамических свойствах природного газа, вычисленные по вышеприведенным соотношениям, приведены в таблице 2.

Погрешности табличных значений определялись в соответствии с рекомендациями [3], согласно которым абсолютная погрешность любого термодинамического свойства вычисляется по формуле:

,

где - квантиль Стьюдента при выбранной вероятности, - обобщенная матрица ошибок, , и - ковариационные матрицы, учитывающие соответственно случайные, систематические погрешности в данных и вычислительную погрешность.

Так как независимыми переменными при расчете плотности выступают давление и температура , то вектор определяется, как производная неявной функции:

.

Поскольку все прочие термодинамические функции определяются не только коэффициентами , но и плотностью, которая сама зависит от , то при расчете погрешностей этих функций производные также вычислялись, как производные неявной функции:

.

При расчете калорических функций дополнительно учитывалась погрешность в идеально-газовых значениях изобарной теплоемкости расчетного природного газа, которая, с учетом погрешности аппроксимации, составляет 0,03%.

Погрешности стандартных справочных данных представлены в таблице 3, при этом для энтальпии приведены абсолютные погрешности, для других свойств - относительные погрешности , %.

Таблица 1. Коэффициенты уравнения состояния расчетного природного газа