ГОСТ Р 8.662-2009 (ИСО 20765-1:2005) Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Газ природный. Термодинамические свойства газовой фазы. Методы расчетного определения для целей транспортирования и распределения газа на основе фундаментального уравнения состояния AGA8 (Переиздание)

Приложение F
(справочное)

     
Реализация метода

Настоящее приложение представляет общую последовательность действий, необходимых для вычисления термодинамических свойств в соответствии с настоящим стандартом. Метод достаточно сложный, поэтому для его применения необходимо использовать компьютерные программы. В настоящем приложении обсуждаются вычислительные аспекты метода. На рисунке F.1 приведена блок-схема процесса вычислений термодинамических свойств с использованием компьютерных программ.

       
Рисунок F.1 - Блок-схема процесса вычислений термодинамических свойств

Шаг 1

Для расчета необходимо ввести молярную долю каждого компонента природного газа, абсолютную температуру и абсолютное давление .

В рассматриваемом методе температуру задают в градусах Кельвина (K), а давление - в мегапаскалях (МПа). Если используют какие-либо другие единицы измерения, их нужно перевести в градусы Кельвина или мегапаскали. Для этого необходимо использовать переводные коэффициенты на основе положений ГОСТ 8.417 с учетом стандарта [3].

Иногда вместо давления в качестве входной величины используют массовую плотность . В таком случае все вычисления выполняют, как обычно, но с учетом содержания последней ступени шага 4.

Шаг 2

a) Для заданных значений , используя уравнения (D.2)-(D.5), рассчитывают значения .

b) Таким же образом для заданных значений , используя уравнения (D.6)-(D.10), рассчитывают значения .

c) По уравнению (D.11) рассчитывают значения смесевого параметра размера .

d) Рассчитывают следующие значения:

- относительной температуры по уравнению (3) при ;

- относительной плотности идеального газа при стандартных условиях по уравнению (4) при .

Плотность идеального газа при стандартных условиях определена в пункте 4.2.3.

Шаг 3

a) Для заданного значения по уравнению (3) рассчитывают , а затем, используя значения [шаг 2, перечисление а)], по уравнению (D.1) рассчитывают значения второго вириального коэффициента .

b) Таким же образом, для заданных значений , используя значения [шаг 2, перечисление b)], рассчитывают значения для от 13 до 58.

Шаг 4

a) Подставляют рассчитанные значения , и [шаг 3, перечисления а), b) и шаг 2, перечисление с)] соответственно в уравнение (D.12). Это уравнение для , которое было задано в шаге 1, теперь содержит одно неизвестное - относительную плотность .

b) Решают это уравнение относительно . Требуемое решение может быть получено с использованием подходящего численного метода, но на практике наиболее подходящим алгоритмом может быть стандартный алгоритм нахождения плотности из уравнения состояния. Такие алгоритмы обычно используют для первоначальной оценки плотности (часто в приближении идеального газа) и итеративным путем находят такое значение , которое воспроизводит значение с заранее заданной точностью. Подходящим критерием в настоящем случае является тот, при котором рассчитанное давление при заданной молярной плотности отличается от заданного значения давления менее чем на (1/10) МПа.

Если в качестве входной величины вместо давления используют массовую плотность , то вычисляют непосредственно без итераций как , где - молярная масса, рассчитанная из уравнения (16) настоящего стандарта.

Шаг 5

Подставляют и в уравнение (В.3) вместе с различными константами и функциями обратной относительной температуры для расчета идеально-газовой части относительной свободной энергии Гельмгольца. Используют также уравнения (В.6) и (В.7) для расчета первой и второй частных производных по обратной относительной температуре.