ГОСТ 34898—2022
Примечание — Неприемлемость аппроксимации среднего геометрического применима также к боль
шинству бинарных смесей, для которых водяной пар является одним из компонентов.
Недавно предложен выход из данной ситуации (см. [66]), с помощью которого можно компенси
ровать влияние этой ошибки. Концепция состоит в том, чтобы заменить значение э(воды), оцененное
методами по 8.1.2, значением sy+(которое можно назвать псевдозначением sy), вычисленным таким об
разом, чтобы второй вириальный коэффициент взаимодействия был правильно смоделирован за счет
искажения второго вириального коэффициента для чистой воды.
Логика этого заключается в том, что из-за относительных количеств водяного пара (максимальная
молярная доля около 0,017 при температуре 15 °С) и метана (молярная доля обычно около 0,9) частота
молекулярных взаимодействий вода—метан намного больше, чем частота молекулярных взаимодей
ствий вода—вода, и поэтому более важно правильно моделировать взаимодействие вода—метан, чем
правильно моделировать взаимодействие вода—вода.
Такое псевдозначение sy+можно оценить следующим образом. Если значения By (j = 1для мета
на) установлены при соответствующих температурах измерения, то значения коэффициента суммиро
вания взаимодействия
Sy
можно вычислить, a sy+, в свою очередь, определить по формуле
s*j={sb)2lsv(53)
Значения By не всегда доступны в диапазоне стандартных температур измерения, но при пра
вильной экстраполяции (см. [66]) исходя из тех косвенных оценок, которые существуют (см. [67]), можно
получить подходящие значения. Эта методология приводит к следующему результату (в качестве при
мера при температуре 15 °С):
s1(метан) = 0,04452 по ГОСТ 31369—2021, таблица 2 (см. также [7]);
Sj (вода) = 0,2562 по ГОСТ 31369—2021, таблица 2 (см. также [7]);
Sj+ (псевдовода) = 0,0635 (по вычислениям, приведенным выше).
Эти значения, в свою очередь, можно использовать (в качестве примера при температуре 15 °С)
для вычисления коэффициента сжимаемости методами по ГОСТ 31369 (см. также [7]): а) чистого ме
тана; Ь) метана (х1= 0,9832), близкого к насыщению водяным паром (ху= 0,0168) и с) метана, близкого к
насыщению псевдоводой. Получают следующие результаты:
a) Z (метан с использованием s.,) = 0,99802;
b) Z (насыщенный с использованием s1и sy) = 0,99769;
c) Z (насыщенный с использованием s1и sy+) = 0,99799.
Приведенная выше модификация приводит к значению коэффициента сжимаемости для насы
щенного метана, более близкому к значению для сухого метана, чем к значению по немодифицирован-
ному методу. Аналогичное смещение можно также применять к любому реальному природному газу.
Одним из вопросов, возникающих в связи с возможным принятием этой схемы, является вопрос
установления значения неопределенности
u(Sj+)
для взаимосвязи с производными значениями sy+.
Представляется правильным, чтобы выбранное значение
u(Sj+)
имело такую величину, которая вклю
чала бы в свои пределы истинные значения коэффициента суммирования syдля водяного пара. Это
означало бы приравнивание
u(Sj+)
к 0,25 (чтобы syстало равным 0,3093 при температуре 0 °С) — при
мерно в четыре раза больше значения sy+и более чем в 15 раз больше оценки неопределенности
u(Sj+),
приведенной в ГОСТ 31369—2021, таблица 2 (см. также [7]).
Эта схема отличается простотой и эффективностью. Однако она не принята в ГОСТ 31369
(см. также [1]) во многом из-за неопределенностей, присущих выводу вторых вириальных коэффи
циентов взаимодействия из данных растворимости (см. [67]), а также из-за неопределенного влияния
модификации для ву(воды) на вириальные коэффициенты взаимодействия других компонентов смеси
природного газа. Не только предлагаемая модификация, но и применяемая в настоящее время схема
дает результаты, которые всегда считали приемлемо точными.
8.4.7 Комбинация неопределенностей
Значения неопределенности
u(Sj)
в sy, полученные путем объединения в квадратуре неопре
деленностей из двух источников, рассмотренных в 8.4.1 и 8.4.2, можно четко идентифицировать как
соответствующие неопределенности, связанные с чистыми компонентами, но они не перечислены в
ГОСТ 31369—2021, таблица 2 (см. также [1]), в котором приведенные значения больше оцениваемых
комбинацией этих двух источников. Причина этого объясняется в 8.5.
25