ГОСТ 34898—2022
в которой суммируют все шесть компонентов, присутствующих в реакции сгорания по формуле (7), но
при этом три (возможных) газообразных продукта считают гомогенными.
Для природного газа общий процесс сгорания можно представить в виде суммы нескольких урав
нений вида, аналогичного формуле (7), каждое из которых имеет различный набор значений для целых
чисел по перечислениям а)—е) и каждое взвешено в соответствии с молярной долей компонента, опре
деляемой этими целыми числами. Таким образом можно записать
где внутреннее суммирование принимают, как и ранее, по всем шести компонентам и продуктам реак
ции сгорания, а внешнее суммирование — по всем N компонентам топливно-газовой смеси.
Выполнить вычисления такого рода принципиально возможно, но достаточно сложно во многом
из-за требований к данным для общей оценки В, и его температурной производной. Поэтому, учитывая
сложность вычислений, можно отметить, что выборочные вычисления (см. [7]) с использованием фор
мулы (12) для смесей типа природного газа в предполагаемых условиях ранее показали, что общая
поправка на энтальпию, как правило, пренебрежимо мала и обычно не превышает 50 Дж-моль-1 (при
близительно 0,005 % от значения энтальпии сгорания типичного природного газа).
Значительно проще, используя формулу (8) непосредственно с данными (см. [7]), показать, что
для метана величина [(Hc)G- (Нс)^] составляет около 10 Дж-моль-1, причем теплота сгорания реаль
ного газа на эту же малую величину выше, чем у гипотетического идеального газа (см. [26]).
Для высших углеводородов поправка на энтальпию противоположна по знаку поправке для ме
тана, причем данная тенденция нарастает с увеличением числа атомов углерода. С учетом того, что
высшие углеводороды присутствуют в природных газах в количествах, приблизительно обратно про
порциональных числу атомов углерода, предполагается, что эти противоположные эффекты могут со
четаться и уменьшать общую поправку на энтальпию для широкого диапазона составов природных
газов до значения, наиболее близкого к нулю.
Чтобы проверить эту гипотезу, целесообразно возвратиться к данному виду вычислений с более
современным подходом. В ходе такой проверки можно также выявить возможность простой коррекции
общей процедуры вычисления теплоты сгорания. Одной из таких возможностей могло бы быть при
менение небольшой постоянной поправки на энтальпию для всех реальных составов природного газа.
6.3 Оценка поправки на энтальпию
Современный практический подход к вычислениям такого рода заключается в использовании од
ной из имеющихся компьютерных программ термодинамических вычислений, таких как GasVLe® или
NIST-RefProp®, которые реализуют сложные современные уравнения состояния и могут быть исполь
зованы для непосредственной оценки значений [h(T, р) - h°(T)].
Примечание — Другие современные (но менее сложные) уравнения состояния, например Гиббонса-Ло
тона (LRS) или Пенга-Робинсона, дают практически такие же результаты.
Используя данный способ термодинамического моделирования, значение [h(T, р) - h°(Tj] остаточ
ной энтальпии впервые вычислено для кислорода, азота, углекислого газа и первых пяти нормальных
алканов с использованием уравнения AGA-8 (см. [17]):
Затем с помощью метода Монте-Карло сгенерирован набор из 50 000 составов газовых смесей и
определена поправка на энтальпию для каждого из 50 000 уравнений сгорания. Данные о составе сге
нерированы с использованием следующих правил ограничения состава:
(
12
)
(13)
молярная доля N2
молярная доля С02
нижнии предел
0,000
верхний предел
0,035
0,000
0,020
10