36.Зависимость коэффициента сверхсжимаемости природного газа от приведенного давления и температуры

Приведенный параметр – это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз параметры P,V, больше или меньше критических.

37. Плотность природного газа и стабильного углеводородного конденсата

Плотность газа. Чем больше в газе доля компонентов с высокой молекулярной массой, тем больше молекулярная масса газа, которая линейно связана с плотностью газа:

ρсм = Мсм/22,41

Обычно ρ находится в пределах 0,73 - 1 кг/м3. плотность индивидуальных компонентов углеводородных газов (и сероводорода), за исключением метана, больше 1.

Для характеристики плотности газа используют также ее отношение к плотности воздуха в тех же условиях (плотность воздуха при нормальных условиях составляет 1,293 кг/м3).

где - относительная плотность газа; ρсм, ρв – плотность газа и воздуха соответственно. Связь между плотностью газа и его молекулярной массой, давлением и температурой определяется законом состояния газов, который можно представить в виде:

37. Вязкость газа и газовых смесей

Вязкость газов. Вязкость газа зависит от его состава, давления и температу­ры. Вязкость газов обусловлена обменом количеством движения между слоями газа, движущимися с разными относительно друг друга скоростями. Этот обмен происходит за счет перехода мо­лекул из одного слоя в другой при их хаотическом движении. Так как крупные молекулы обладают меньшей длиной свобод­ного пробега (вероятность их столкновения между собой отно­сительно велика), то количество движения, переносимое ими из слоя в слой, меньше чем небольшими по размерам молекулами. Поэтому вязкость газов с увеличением их молекулярной массы как правило уменьшается.

С повышением температуры увеличивается скорость движения молекул и соответственно количество движения, переносимое ими из слоя в слой, поэтому при невысоких давлениях вязкость газа с повышением температуры возрастает. При высоких давлениях, когда расстояния между молекулами невелики, несколько меняется передача количества движения из слоя в слой. Она происходит главным образом как и у жидкостей за счет временного объединения молекул на границе слоев, движущихся с разными скоростями. Вероятность такого объединения с ростом температуры уменьшается. Поэтому при высоких давлениях с ростом температуры вязкость газов снижается.

С увеличением давления вязкость газов возрастает: при низких давлениях незначительно и более интенсивно в области высоких давлений.

Вязкость газа определяют экспериментально, измеряя скорость течения его в капиллярах, скорость падения шарика в газе, затухание вращательных колебаний диска и другими методами. Изменение вязкости при различных давлениях и температурах можно определять расчетным путем и по графикам в зависимости от приведенных давления и температуры.

42. Уравнение состояния Пента-Робинсона.

43. Уравнение Пента-Робинсона относительно коэффициента сверхсжимаемости.

44. Использование уравнения Пента-Робинсона для описания отклонения теплофизических свойств природных и идеальных газов.

45. Упругость насыщенных паров углеводородов и их смесей.

Состояния углеводородных систем приобретают особую актуальность, т.к. находятся в области критических состояний, где имеют место фазовые превращения. Все уравнения, полученные на основе эксперимента, носят полуэмпирический характер. Решение задач, относящихся к добыче, транспорту и переработке газа, связано с уравнением Пенга-Робинсона (1975 г.):

Р=RТ/(v–в)=а(Т)/(v(v+в)+в(v-в)),

где а(Т), в – коэффициенты, определяющиеся критическими параметрами, причём а(Т) – некоторая функция. v – молекулярный объём.

z³ – (1 - В)z²+(А - 3В² - 2В)z – (АВ – В² – В³)=0,

где А=а(Т)Р/(R²Т²),

В=вР/(RТ)

Если смесь находится в двухфазном состоянии, то больший корень соответствует фазе пара, а меньший – жидкости. В критических условиях z_кр=соnst – величина постоянная - и z_кр=0.307. Тогда:

а(Т_кр)=0.45724R²Т_кр²/Р_кр

в(Т_кр)=0.0778RТ_кр/Р_кр

Если температура отлична от критической, то эти коэффициент зависят от Т_кр:

а(Т)=а(Т_кр)(Т_кр,);

в(Т)=в(Т_кр), где  - безразмерная функция.При Т=Т_кр =1. Связь между  и температурой (Т) можно записать следующим образом:

^0.5=1+m(1 – Т^0.5), m=f() ля смеси уравнение Пенга-Робинсона выглядит так:

а_см(Т)=у_iа_i;

в_см(Т)=у_iв_i, где аi и вi вычисляются по формулам:

а_i=0.457(R²Т_крi²/Р_крi)_i;

в_i=0.0778RТ_крi/Р_крi