Основные физические свойства газов. с 20-29

При расчете некоторых свойств газов, а также производительности и пропускной способности газопроводов различают следующие условия состояниягаза:

-нормальные условия:температура - 0⁰С, давление – 0,101325 МПа (760 мм. рт. ст.);

-стандартные условия 20⁰С:температура - +20⁰С, давление – 0,101325 МПа (760 мм. рт. ст.);

-нормальные условия 15⁰С :температура - +15⁰С, давление – 0,101325 МПа (760 мм. рт. ст.).

Например, плотность воздуха при различных условиях равна:

;

;

.

В расчетах достаточно часто пользуются понятием относительной плотности , т.е.отношением газа к плотности воздуха при одних и тех же условиях

. (1.1)

Плотность газа при нормальных условиях может быть определена по его молярной массе М

где (1.2)

М – молярная масса, кг/кмоль;

22,41 – объем, который занимает 1 кмоль газа при нормальных условиях, м³/кмоль.

Приведение плотности, объема и расхода газа к стандартным условиям выполняется по следующим зависимостям:

, (1.3), ? (1/4), , (1.5), где

р и р_ст – абсолютные давления; Т и Т_ст – абсолютные температуры газа; Z и Z_cт - коэффициенты сжимаемости газа соответственно при двух состояниях.

Плотность смесигазов подчиняется закону аддитивности

где (1.6)

- молярная (мольная объемная) концентрация; - плотность i – го компонента (таблица 2).

Газовая постояннаязависит от состава газовой смеси и определяется в (н*м/(кг*К)) по формуле

, где (1.7)

- универсальная газовая постоянная, = 8314,3 н*м/(кмоль*К)=8,3143 кДж/(кмоль*К).

Средние псевдокритические температура и давлениесмеси также подчиняются закону аддитивности:

, (1.8), (1.9) , где

и - абсолютные критические температура и давление компонентов смеси.

Критическим давлениемназывается такоедавление, при котором и вышекоторого повышением температуры нельзя испарить жидкость.

Критическая температура –это такая температура, при которой и выше которой при повышении давления нельзя сконденсировать пар.

В соответствиями с нормами технологического проектирования псевдокритические параметры природного газа могут быть определены по известной плотности газовой смеси

=0,1737 (26, 831 - , (1.10), =155,24 (0,564 + , (1.11) , где

- плотность газа (в кг/м³) при стандартных (20⁰С) условиях; псевдокритическое давление газа рассчитано в МПа, а псевдокритическая температура – в К (Кельвинах).

Сжимаемость газаучитывает отклонение газов от законов идеального газа. Сжимаемость газа характеризуется коэффициентом сжимаемости Z, который определяется экспериментально. При отсутствии экспериментальных данных коэффициент сжимаемости определяют по номограммам в зависимости от приведенных температуры и давления ( ) газа или в зависимости от давления, температуры и относительной плотности по воздуху, а также по формулам , рекомендованным в отраслевых нормах проектирования.

, (1.12), где ,

, (1.13) , , (1.14)

Влажность газов.Почти все газы содержат водяные пары, то есть имеют некоторую влажность. Влажность природных газов обусловлена пластовыми условиями. В магистральных и распределительных газопроводах транспортируемый газ может насыщаться влагой, оставшейся в газопроводе после гидравлических испытаний. Присутствие сконденсированных водяных паров и кислых газов может вызвать коррозию трубопроводов и оборудования. При некоторых условиях (температуре и давлении) при наличии капельной влаги в газе могут образовываться кристаллогидраты.

Содержание влаги в газе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютная влажность d (в г/м ³ или кг/кг) характеризует содержание водяных паров соответственно в единице объема или единице массы газа. Влагосодержание природных газов зависит от состава газа, температуры и давления и определяется по номограмме ( рис.1)

Относительная влажность газа – отношение фактического количества водяных паров в единице объема газа к максимально возможному количеству при определенных давлении и температуре:

, где (1.15)

количество водяного пара в единице объема пара;

-максимально возможное количество водяного пара, которое может находиться в газе без конденсации при данных давлении и температуре;

парциальное давление водяного пара в газовой смеси;

давление насыщенного водяного пара при температуре Т.

Температура, при которой газ становится насыщенным при определенном давлении, называется точкой росы.

При подготовке к транспорту газ должен быть осушен так, чтобы точка росы была на 5-7 градусов ниже минимальной температуры охлаждения газа в газопроводе Табл. 3.