Определение физических свойств газа на основе уравнения состояния





Для оценки физических параметров газов часто используют уравнения состояния идеального газа. К ним относятся:

1) Закон Бойля-Мариотта

2) Закон Гей-Люсака

3) Закон Шарля

Общая зависимость между объемом, давлением и температурой для газа имеет вид:

(10)

где Ро, Vo (Vст), То (Тст) - параметры газа при нормальных или стандартных условиях.

Обобщенное уравнение состояния идеального газа Клайперона-Менделеева, выведенное на основе (1) с учетом закона Авогадро, имеет вид:

(11)

где n - число молей; - универсальная (молярная) газовая постоянная.

Численное значение постоянной можно получить, введя в уравнение (11) молярный объем при Р = Ро = 0,101325 МПа и То = 273,15 °К:

,

то есть универсальная газовая постоянная численно равна работе расширения 1 кмоль идеального газа при повышении температуры на 1 °К и не зависит от природы газа.

Так как число молей газа равно n = G / Мг , то обобщенное уравнение состояние для произвольной массы газа будет иметь вид:

, (12)

где - удельная газовая постоянная, .

Для расчета состояния реальных газов пользуются уравнением (12), в которое вводится коэффициент сверхсжимаемости, учитывающий отклонение реальных газов от идеальных:

, (13)

Величина z является двумерной функцией и зависит от приведенных значений давления и температуры, т.е. z = f (Pпр,Тпр). Для реального природного или попутного газа приведенные параметры давления и температуры равны:

, (14)

где Р, Т - действительные давления и температура;

- псевдокритические (среднекритические) параметры газа, вычисляемые по правилу аддитивности при известных молярных концентрациях компонентов в смеси и их критических параметрах Ркрi и Tкрi.

Приведенные параметры смеси углеводородных и небольшого (до 5%) количества неуглеводородных газов (без азота) можно определить по аппроксимационным формулам Ляпкова П. Д.:

, (15)

где - относительная по воздуху плотность смеси газов (кроме азота), которую можно определить по относительной (по воздуху) плотности всего газа при стандартных условиях:

, (16)

где - относительная плотность азота по воздуху, равная 0,97; - относительная плотность всего газа; yа - молярная доля азота при стандартных условиях.

Коэффициент сверхсжимаемости газовой смеси, состоящей из углеводородных компонентов и азота, определяют по следующей формуле:

, (17)

где и - коэффициенты сверхсжимаемости углеводородной части газа (графики Брауна и Катца) и азота; - объемная (молярная) доля углеводородной части газа.

При технологических расчетах, особенно с применением ЭВМ, удобно использовать следующие аппроксимационные уравнения для функции z = f(Рпр, Тпр). Для углеводородной составляющей газа в области давлений и температур, наиболее часто встречающихся в практике эксплуатации нефтяных скважин ( Р = 0 - 20 Мпа, Т = 273 - 355 °К ):

1) при

(18)

2) при

(19)

3) при

(20)

 

Для азота в интервале давлений Р = 0 - 20 Мпа и температур Т=280 -380 °К:

. (21)

Для расчета плотности газа и его объема при данных термодинамических условиях (Р, Т), отличных от нормальных или стандартных ( когда z = zo = 1 ), используется уравнение состояния (13), из которого следуют соотношения:

, (22)

, (23)

где Vо (Vст), - объем и плотность газа при нормальных или стандартных условиях [ Ро, То (Тст) ].

 





Читайте также:
Решебник для электронной тетради по информатике 9 класс: С помощью этого документа вы сможете узнать, как...
Технические характеристики АП«ОМЕГА»: Дыхательным аппаратом со сжатым воздухом называется изоли­рующий резервуарный аппарат, в котором...
Романтизм: представители, отличительные черты, литературные формы: Романтизм – направление сложившеесяв конце XVIII...
Средневековье: основные этапы и закономерности развития: Эпоху Античности в Европе сменяет Средневековье. С чем связано...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.097 с.