(1.13)
где п — число кмолей; R — универсальная (молярная) газовая
постоянная.
Численное значение постоянной можно получить, введя в (1.13)
молярный объем Vu = VIп — 22,414 м3/кмоль при р0 — 101,325 кПа
и Т0 = 273,15 К,
R = 101,325-103-22,414/273,15 = 8,314-103 Дж/(кмоль-К),
т. е. универсальная газовая постоянная численно равна работе
расширения 1 кмоль идеального газа при повышении температуры
на один градус и не зависит от природы газа.
Так как п = G/Mr, то (1.13) для произвольной массы газа бу-
дет иметь вид
pV = GRT, (1.14)
где R = R/Mr — удельная газовая постоянная, Дж/(кг-К).
Для расчета состояния реальных газов часто пользуются вы-
ражением (1.14), в которое вводится коэффициент сверхсжимае-
мости, учитывающий отклонение реальных газов от идеальных:
pV = zGRT. (1.15)
Величина z является функцией приведенных р
и Т, т. е. г =
= / (рпр; Тпр). Для реального природного или попутного газа при-
веденные параметры
Рпр = Р/Рп кр> Тпр = Т/Тп кр, (1.1б)
где р, Т — действительные давление и температура газа;
к к
Рп кр = 51 Р‘: Тп кр = ^ yi Ткрг
i = l £ = 1
— псевдокритические (среднекритические) параметры газа, вы-
числяемые по правилу аддитивности при известных молярных кон-
центрациях компонентов в смеси и их критических параметрах
Ркр £ и Гкр ,,
Приведенные параметры смеси углеводородных и небольшого
(до 5 %) количества неуглеводородных (без азота) газов можно
определить по аппроксимационным формулам П. Д. Ляпкова (241:
Рпр = Р/[Ю5 (46,9 - 2,06?гу)], Гпр = Г/(97 + 172р£у), (1.17)
где ргу — относительная по воздуху плотность смеси газов (кроме
азота), которую можно определить по относительной (по воздуху)
плотности всего газа при стандартных условиях.
Ргу = (рг — РаРаУО Ра). (1-18)
где ра — относительная плотность по воздуху (см. табл. 1.1); рг —
относительная плотность всего газа; уа — молярная доля азота
при стандартных условиях.
Коэффициент сверхсжимаемости газовой смеси, состоящей из
углеводородных компонентов и азота, определяют по следующей
формуле:
г = гууу + гауа,
(1.19) 9
при
|
0<Рпр<3,8 и 1,17 Гпр < 2,0
|
|
гу =
|
1 - Рпр (0,18/(Тпр — 0,73)-0,135) + 0,016д3п'р45/Г6п-р\
|
(1.20)
|
при
|
0< Рпр <1,45 и 1,05 ^ Гпр < 1,17
|
|
гу =
|
1-0,23.рпр-(1,88-1,6Гпр) Р2пр,
|
(1.21)
|
при
|
1,45 < рпр <4,0 и 1,05<Гпр<1,17
|
|
2У =
|
0,13РпР + (б,05Гпр-6,2б)Гпр/р2пр.
|
(1.22)
|
Для азота в интервале давлений р = 0—20 МПа и Т = 280—380 К:
|
температур
|
za =
|
1 + 0,564-10_|° (Г — 273)3'71р14,7//л/Г_ 273 -
|
(1.23)
|
Расчетные зависимости для плотности газа и его объема при термодинамических условиях (р, Т), отличных от нормальных или стандартных (z = z0 fa 1), на основании уравнения состояния (1.15) имеют следующий вид:
Компонентный
состав
|
Объемное содержание у *
доли единицы
|
Ркр i' МПа
|
^Кр i'
К
|
Мс
кг/кмоль
|
П Ркр 1
|
Hi 7кр J
|
Vi Mi
|
сн4
|
0.381
|
4,7
|
190,7
|
16,043
|
1,79
|
72,66
|
6,11
|
с2н6
|
0,257
|
4,9
|
306,2
|
30,070
|
1,26
|
78,69
|
7,73
|
g3h8
|
0,208
|
4,3
|
369,8
|
44,097
|
0,89
|
76,92
|
9,17
|
(=С4Ню
|
0,027
|
3,7
|
407,2
|
58,124
|
0,09
|
10,99
|
1,57
|
я=С4Н1в
|
0,072
|
3,8
|
425,2
|
58,124
|
0,27
|
30,61
|
4,18
|
t —C5H12
|
0,019
|
3,3
|
461,0
|
72,151
|
0,06
|
8,76
|
1,37
|
я—CsH12
|
0,018
|
3,4
|
470,4
|
72,151
|
0,06
|
8,47
|
1,29
|
CeHi4-)-высшие
|
0,012
|
3,1
|
508,0
|
88,178
|
0,04
|
6,09
|
1,06
|
C02
|
0,005
|
7,4
|
304,2
|
44,011
|
0,04
|
1,52
|
0,22
|
2
|
1,0
|
|
|
|
4,50
|
294,7
|
32,70
|