ДОСЛІДЖЕННЯ ТОЧНОСТІ РІВНЯНЬ СТАНУ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ВИТІКАННЯ ГАЗОВОДНЕВИХ СУМІШЕЙ ЗА УМОВ ГАЗОРОЗПОДІЛЬНИХ МЕРЕЖ

Анотація

З метою створення науково обґрунтованої бази для удосконалення методик розрахунку параметрів витікання газоводневих сумішей проведено кількісну оцінку точності поширених кубічних рівнянь стану. Досліджено адекватність моделей Соаве-Редліха-Квонга (SRK) та Пенга-Робінсона (PR) для визначення фізичних властивостей сумішей в умовах, що відповідають експлуатації газорозподільних мереж. Проведено багатоваріантне термодинамічне моделювання фактора стисливості, показника адіабати та швидкості звуку у програмному комплексі PVTsim Nova. Дослідження виконано для десяти різних компонентних складів природного газу, що враховують варіативність його складу,з мольною концентрацією водню від 0 до 20 %. Розрахунки проведено в діапазоні абсолютних тисків від 0,1 до 1,3 МПа та температур від 243,15 К до 323,15 К. Отримані дані порівняно з еталонними результатами, розрахованими за фундаментальним рівнянням стану GERG-2008. Встановлено, що обидва кубічні рівняння стану забезпечують високу точність для досліджуваних умов. Визначено, що середня відносна похибка для рівняння SRK становить: для фактора стисливості – 0,23 %, для показника адіабати – 2,31 %, для швидкості звуку – 1,11 %. Для рівняння PR відповідні похибки складають 1,04 %,
1,61 % та 0,76 %. Виявлено та кількісно описано ключові закономірності впливу тиску, температури та вмісту водню на досліджувані властивості. Зокрема, встановлено з високим ступенем достовірності апроксимації, що залежність швидкості звуку від відносної густини суміші за фіксованих термобаричних умов є лінійною. Результати дослідження підтверджують, що поширені кубічні рівняння стану є достовірною та адекватною теоретичною основою для розробки нових методик розрахунку виробничо-технологічних витрат газу.