ГОСТ 34898—2022
Для газов с Z > 0,97 смещение составляет менее 0,1 %, а для газов с Z > 0,99, характерных прак
тически для всех подготовленных к транспортированию по трубопроводам природных газов, общее
смещение всегда составляет менее 0,01 %.
8.4.4 Берлинское и Лейденское разложения
Можно предложить простой альтернативный подход к некоторым вопросам, рассмотренным в
8.4.2 и 8.4.3.
Берлинское и Лейденское разложения для коэффициента сжимаемости можно записать соответ
ственно в виде:
Z= 1 + B p/R T + ФА(С, р, Т) + ...(45)
Берлинское разложение, где
Фд(С, р,
Т)
=
C (plR
T)2
(46)
И
Z= 1 + B/V+ ФВ{С, V) + ...(47)
или
Z = ’\ + B p / Z R T + ФВ(С У )+ ...(48)
Лейденское разложение, где
ФВ{С, V) = CIV2 = C (p /Z R T )2.(49)
Сочетание формул (45) и (48), а также игнорирование членов четвертого и более высоких вири-
альных коэффициентов как пренебрежимо малых приводят к следующему
(BIR-T)-(VZ- 1) + [Фв -Ф л] = 0.(50)
Для всех рассматриваемых в настоящем стандарте газов (за исключением водорода, гелия и не
она) коэффициент сжимаемости Z < 1 и второй вириальный коэффициент В отрицателен при всех со
ответствующих исходных условиях давления и температуры. Следовательно,
ФВ(С, У)>ФА (С,р, 7),(51)
при условии, что и Фл, и Фе положительны (что соответствует действительности). Очевидно, что вклад
третьего члена в разложение вириала больше для Лейденского разложения в молярном объеме V(или,
что эквивалентно, плотности), чем для Берлинского разложения в давлении р.
Использование усеченного Берлинского разложения обеспечивает более близкое (менее пред
взятое) приближение к неусеченным разложениям, чем использование усеченного Лейденского раз
ложения, несмотря на то что последнее является более правильным, т. к. имеет более прочную основу в
рамках статистической механики. Эта особенность значима для поддержки методологии, принятой и
описанной в 8.1.2, для точного вывода коэффициентов сжимаемости чистых компонентов природного
газа.
8.4.5 Водород и гелий
Для водорода и гелия (а также неона) процедура присвоения значения коэффициента суммирова
ния Sj, изложена в 8.2.3. Присвоение неопределенности u(Sj) для этих псевдозначений Sjтакже затруд
нительно. Для каждого из этих компонентов в ГОСТ 31369—2021, таблица 2 (см. также [1]) приведено
значение
u(Sj)
= 0,025, вычисленное как
u(Sj) = -u(Zj)l2 •Sj,(52)
при этом u(Zj) равно 0,0005, a s.-принимают за ранее принятое значение — 0,01.
8.4.6 Вода
Смесь метан—вода является бинарной смесью, для которой среднее геометрическое приближе
ние для второго вириального коэффициента взаимодействия [формула (27)] является неприемлемым.
Это является следствием, главным образом, сильной полярности молекулы воды, что потенциально
имеет некоторое значение при вычислении коэффициента сжимаемости природного газа, содержащего
водяной пар, особенно для насыщенного водяными парами природного газа. Несостоятельность пред
положения о среднем геометрическом значении проявляется в виде смещения, хотя и небольшого, в
коэффициенте сжимаемости.
24