ГОСТ 34898-2022 (ISO/TR 29922:2017) Газ природный. Вспомогательная информация для вычисления физических свойств (с Поправкой)

     8.1 Вторые вириальные коэффициенты чистых компонентов

8.1.1 Предварительные процедуры

Отправной точкой для выражения объемной неидеальности природного газа или аналогичной смеси (см. раздел 7) является набор значений вторых вириальных коэффициентов для отдельных чистых компонентов смеси при каждой из соответствующих стандартных температур измерения .

Исходная задача состояла в выборе актуальных литературных источников, включая обзоры соответствующих значений при температурах в пределах или достаточно близких к требуемому диапазону температур.

Для большинства компонентов (48 из 60) выбранным источником наиболее приемлемых значений (по экспертной оценке) служит компиляция (см. [28]), являющаяся обновлением (см. [29]). Для каждого компонента (см. [28]) перечислены экспериментальные значения , рекомендуемый полином четвертого порядка относительно обратной температуры (используемый для интерполяции, при необходимости, и в некоторых случаях для достаточной экстраполяции) и оценочная неопределенность.

Для остальных 12 компонентов, не охваченных компиляцией (см. [28]), а именно: нормальных алканов от н-нонана до н-пентадекана, 1,2-бутадиена, этилциклопентана, метилциклогексана, этилциклогексана и метантиола, значения получены с использованием корреляции (см. [30]), которая является развитием формулы (см. [31]) и выражается следующим образом:

     (37)

где приведенный дипольный момент задан выражением

.                                                           (38)

Примечание - Значения параметров, используемых в качестве исходных данных для уравнения Цонопулоса, а именно: критической температуры и давления , ацентрического фактора и дипольного момента , были взяты в первую очередь из работы (см. [32]), если информация отсутствовала в указанном источнике - из данных работы (см. [33]).

Используя описанные выше процедуры, можно сгенерировать набор значений вторых вириальных коэффициентов , из которого, в свою очередь, можно вывести набор коэффициентов суммирования по формуле (31), соответствующих ГОСТ 31369 (см. также [1]). Данные процедуры представляют незначительное улучшение по сравнению с методами, используемыми для получения соответствующих значений коэффициента сжимаемости или гипотетического коэффициента сжимаемости (см. [3]).

8.1.2 Усовершенствованная процедура

Позже выяснилось, что уточненный набор значений вторых вириальных коэффициентов можно получить для всех основных и большинства второстепенных компонентов (43 из 60) типичного природного газа с использованием фундаментальных (или в некоторых случаях, близких к фундаментальным) уравнений состояния, которые стали доступными в последнее время. Эти сложные (так называемые фундаментальные) уравнения состояния были тщательно оценены и реализованы в компьютерном пакете термодинамических свойств NIST-RefProp (см. [34]), который можно использовать непосредственно для генерации коэффициента сжимаемости и/или вторых вириальных коэффициентов.

Принятая усовершенствованная процедура заключалась в следующем. Наилучшие оценки коэффициента сжимаемости получены для каждого компонента с использованием RefProp в диапазоне температур от 250 К до 350 К и при давлении 101,325 кПа (1 атм) (или при давлении насыщенного пара для тех веществ, которые не находятся в газообразном состоянии при давлении 1 атм). Полученные таким образом значения использованы в формуле (25) для получения значения второго вириального коэффициента в пределах указанного выше температурного диапазона. Все четыре значения стандартной температуры измерения, к которым применим ГОСТ 31369 (см. также [1]), близки к середине этого диапазона.

Значения для каждого вещества приведены к критериальному уравнению вида