GB/T 30491.2-2024 天然气 热力学性质计算 第2部分：扩展应用范围的单相(气相、液相和稠密相)流体性质

ICS75.060

CCSE24

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT30491.22024ISO20765-22015

天然气热力学性质计算

:

第部分扩展应用范围的单相

2

(、)

气相液相和稠密相流体性质

——

NaturalasCalculationofthermodnamicroerties

gypp

:(,,)

Part2Sinle-haseroertiesasliuidanddensefluid

gpppgq

forextendedranesofalication

gpp

(:,)

ISO20765-22015IDT

2024-03-15发布2024-07-01实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

/—/:

GBT30491.22024ISO20765-22015

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅳ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………2

4方法的热力学基础………………………3

4.1原理…………………3

4.2亥姆霍兹自由能基本方程…………4

4.3由亥姆霍兹自由能导出的热力学性质……………6

5计算方法…………………8

5.1输入变量……………8

5.2压力到对比密度的转换……………9

5.3运算…………………9

6应用范围…………………10

6.1单纯气体……………10

6.2二元混合物…………………………11

6.3天然气………………13

7状态方程的不确定度……………………14

7.1背景…………………14

7.2单纯气体性质计算的不确定度……………………14

7.3二元混合物性质计算的不确定度…………………17

7.4天然气热力学性质计算的不确定度………………18

7.5其他性质的不确定度………………20

7.6输入变量不确定度的影响…………20

8结果报告…………………20

()……………

附录规范性符号和单位

A22

()……………………

附录规范性理想气体无量纲亥姆霍兹自由能

B25

()……………………

附录规范性纯组分的临界参数和摩尔质量值

C30

()…………

附录规范性剩余无量纲亥姆霍兹自由能

D31

()……………

附录规范性密度和温度的无量纲函数

E44

()………………………

附录资料性微量组分的赋值

F52

()……………………

附录资料性实例

G54

参考文献……………………57

Ⅰ

/—/:

GBT30491.22024ISO20765-22015

前言

/—《:》

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GBT1.120201

起草。

/《》。/

本文件是天然气热力学性质计算的第部分已经发布了以下

GBT304912GBT30491

部分:

———:;

第部分输配气中的气相性质

1

———:(、)。

第部分扩展应用范围的单相气相液相和稠密相流体性质

2

:《:

本文件等同采用天然气热力学性质计算第部分扩展应用范围的单相

ISO20765-220152

(、)》。

气相液相和稠密相流体性质

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

本文件由全国天然气标准化技术委员会(/)提出并归口。

SACTC244

:、

本文件起草单位中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院中国石油天然气

、()、、

股份有限公司塔里木油田分公司实验检测研究院中国石油大学北京哈尔滨工业大学国家管网集

、、

团联合管道有限责任公司西气东输分公司中国石油化工股份有限公司天然气分公司中海油研究总院

、。

有限责任公司国家石油天然气管网集团有限公司油气调控中心

:、、、、、、、、、、

本文件主要起草人张镨罗勤周理韩慧林青瑾孟祥娟袁泽波张永学张金亚姜益强

、、、、、、、、。

郑文科张佩颖周雷刘喆李清平姚海元杨毅刘松李建刚

Ⅲ

/—/:

GBT30491.22024ISO20765-22015

引言

/,(、、

GBT30491给出了天然气热力学性质的计算方法主要涉及集输天然气单相气相液相超临界

)、、。

相热力学性质天然气气液两相热力学性质天然气焦耳汤姆逊系数以及黏度等迁移性质计算与基

-

//,

于状态方程制定的和相比本文件推荐方法的适用范围得

AGA8-92DCGBT17747.2GBT30491.1

,、,

到了拓展其压力温度适用范围拓展至和摩尔分数的适用范围

0.0MPa~70.0MPa60.0K~700.0K

,、、

也得到了拓展对甲烷的摩尔分数低至0.30氮气的摩尔分数高至0.55二氧化碳的摩尔分数高至

、、、

0.30乙烷的摩尔分数高至0.25丙烷的摩尔分数高至0.14氢气的摩尔分数高至0.40和硫化氢的摩尔

,、

分数高至0.27的天然气的密度和声速等热力学性质参数均具有不错的计算准确度适用于不同组成

,

不同相态天然气的热力学性质准确计算对保障天然气高效开发及集输计量公平公正以及天然气工业

的快速健康发展有积极的推动作用。

,、,

目前系列标准已发布第部分第部分和第部分第部分和第部分仍在制定

ISO2076512534

,/。

中因此拟由以下部分构成

GBT304915

———:。、

第部分输配气中的气相性质目的是规定天然气含人工掺和物的天然气和其他类似混合

1

物仅以气体状态存在时的体积性质和热性质的计算方法。

———:(、)。、

第部分扩展应用范围的单相气相液相和稠密相流体性质目的是规定天然气合成燃

2

(、)。

料气体和类似混合物在单相状态均匀气态液态和稠密态下的体积性质和热性质计算方法

———:()。、

第部分两相性质气液平衡状态目的是规定天然气合成燃料气体和类似混合物在气液

3

平衡状态下的两相性质的计算方法。

———:。、

第部分物性值计算天然气性质目的是规定利用天然气发热量相对密度等参数获取物性

4

参数的计算方法。

———:、。()、

第部分黏度焦耳汤姆逊系数和等熵指数的计算目的是规定天然气动力黏度焦耳

5--

汤姆逊系数和等熵指数的简化算法。

Ⅳ

/—/:

GBT30491.22024ISO20765-22015

天然气热力学性质计算

:

第部分扩展应用范围的单相

2

(、)

气相液相和稠密相流体性质

1范围

、(、)

本文件规定了天然气合成燃料气体和类似混合物在单相状态均匀气态液态和稠密态下的体积

性质和热性质计算方法。

:、,

注虽然本文件的主要应用对象是天然气人造燃料气体和类似混合物但其所提及的方法也适用于天然气各

1

()()。

纯组分及与其他二元和多元混合物混合后的混合物的性质的高精度计算在实验不确定度范围内

()(、、

本文件推荐的方法适用于气体混合物的体积性质压缩因子和密度和热性质例如焓热容焦耳-

[]

),、1,

汤姆森系数和声速的计算在ISO20765-1的适用压力温度和组成范围本方法的准确度至少与

。,,

ISO20765-1描述的计算方法相当在某些情况下如在温度为250K~275K时本计算方法的计算

。,。

准确度较ISO20765-1显著提升通常来说本方法体积性质和声速的计算不确定度小于等于0.1%

,、、(

本方法的模型结构比ISO20765-1提及的更加复杂也更能准确地描述均质气体液体超临界流体稠

)。

密流体以及气液平衡体系的体积性质和热性质

:()。

注本文件中提及的所有不确定度均为包含区间为的扩展不确定度包含因子

295%k=2

,、

在不增加计算不确定度的条件下本方法也可在ISO20765-1不适用的温度压力和组成范围使

。,、、、

用例如它适用于甲烷摩尔分数低至0.30氮气摩尔分数高至0.55二氧化碳摩尔分数高至0.30乙烷

、,。

摩尔分数高至0.25丙烷摩尔分数高至0.14以及氢气摩尔分数较高的天然气该方法还可用于二氧化

碳封存中高CO2浓度混合物性质的计算。

。

本文件介绍的混合物热力学性质计算模型在整个流体区域内均适用由于缺乏高质量的试验测试

,()

数据天然气在液体和超临界流体稠密流体区域内的热力学性质参数的计算不确定度尚不能明确给

。(),,(

出对于液化天然气LNG在100K~140K的温度范围内饱和液体密度的计算不确定度为0.1~

),。,,

0.3%这与测试数据的不确定度相当对各种二元混合物压缩流体该模型在压力高达40MPa时

(),。

密度的计算不确定度在±0.1%~0.2%之内也与测试数据的不确定度相当本文件描述的模型是

,

基于二元混合物体系开发的高精度状态方程是目前用于液相和超临界相天然气热力学性质计算的最

准确的模型。

2规范性引用文件

。,

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

,;,()

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所用的修改单适用于

本文件。

气体分析词汇(—)

ISO7504GasAnalsisVocabular

yy

注:/—气体分析词汇(:,)

GBT148502020ISO75042015IDT

天然气词汇(—)

ISO14532NaturalasVocabular

gy

注:/—天然气词汇(:,)

GBT206042006ISO145322001IDT

:(—

天然气热力学性质计算第部分输配气中的气相性质

ISO20765-11NaturalasCalcula-

g

—:

tionofthermodnamicroertiesPart1Gashaseroertiesfortransmissionanddistributiona-

ypppppp

1