天然气 热力学性质计算 第1部分：输配气中的气相性质 GBT 30491.1-2014.pdf

GB/T30491.1-2014/1S020765-1:20053.4热力学性质thermodynamic property休积性质或热性质。3.5体积性质volumetric property通过体积状态方程进行计算的气休或均质气体混合物的特性。注：适用于本部分的体积性质包括压缩因子和密度，4方法的热力学基础4.1原理本方法所使用的方程是基于这样的概念：管输天然气的热力学性质可由组成来表征和计算。组成、温度和密度，用作计算方法的输入数据。实际上，可作为输入数据的状态变量是温度和压力，这种情况下，首先应该将这些变量转化为温度和密度。本部分给出的方程表达了气体的亥姆霍兹自由能与密度、温度和组成的函数关系，从这些方程，根据亥姆霍兹自由能及其对温度和密度的导出函数即可求得所有的热力学性质。该计算方法需要对气体进行详细的摩尔组成分析。分析包括摩尔分数超过0.00005的所有组分。对典型的管输气，分析组分包括碳数最高到C,或Cs的所有烃类，以及氨、二氧化碳和氨。通常，C；以上的烷烃异构体按分子量归类，并按正构烷烃进行计算。对于部分天然气，分析需考虑如C、C。、水蒸气和硫化氢等组分。对于人造煤气，氢气和一氧化碳也可能是重要的组分。具休而言，本方法涉及21种组分，包括天然气中的所有大量组分和微量组分（见6.2），天然气中存在的21种特定组分之外的任何微量组分可被赋值给某个特定组分进行计算。4.2亥如姆霍兹自由能基本方程4.2.1概述1992年美国气体协会输送计量委员会发布的AGA8方程的可以用于高准确度的压缩因子计算，在1S012213-2中也有规定。此后，尽管计算的准确度未被完全证实，但该方程仍被用于计算天然气的各种热力学性质。为了更好地将AGA8方程应用于热力学性质的计算，需要注意以下两点：)该方程最初给出的形式只能计算体积性质，应数学改写为剩余亥姆霍兹自由能的形式。虽然如此，最初开发的方程实际上是亥姆蛋兹自由能形式的基础方程。该方程回的本质是通过亥姆霍兹自由能及其对温度和密度的导出函数计算所有的利余热力学性质。)对于热性质计算，理想气体亥姆霍滋自由能的计算公式应为温度的函数。过去的大部分理想气体公式均为计算等压热容等参数，因此选择的公式四应经过改写才能计算亥姆霍兹自由能。计算时同样需要亥姆霍滋自由能对温度和密度的导出函数。理想和周余亥姆蛋兹自由能公式是用解析式的形式给出与其相关的计算热力学性质所需函数。因此，不需要使用计算机程序内的数值微分或积分，从而避免了数值问题，也缩短了计算时间。本部分所提出的计算方法非常适合用于过程模拟程序，尤其适用于天然气输配应用中使用的程序。4.2.2亥姆霍兹自由能一致的压力温度下均质气体混合物的亥姆霍兹自由能()可表达为理想气体行为的部分()和描