Файл: Покровский, К. В. Термодинамика реальных газов применительно к нефтяным газам.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 67

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

циент сжимаемости которого может быть определен по урав нению:

Z = Z' + ( Z " - Z ' ) x ,

где Z', 2"—коэффициенты сжимаемости насыщенной жидкости и сухого насыщенного пара, приведенные на той же диаграмме.

Степень сухости

Z—Z'

Z" — Z'-

ИЛИ

_ С25 ■

BD

В приложении №Л и 2 приводится диаграмма сжимаемо­ сти, построенная в газовой области по диаграмме Броуна с дальнейшим ее развитием в области перегретого пара—по дан­ ным Н. Кадырова.

В приложении № 3 и 4 даны приведенные диаграммы Э. Г. Гусейн-заде и др. для определения коэффициента сжимаемости углеводородных жидкостей нормальных парафинов от Q до

Сю-

Эти диаграммы были составлены на базе уравнения А. М. Мамедова, описанного выше. По этим диаграммам величину Z углеводорода удобно определять только при наличии парамет­ ров Р и Т, в противном случае Z должен определяться мето­ дом подбора.

Т

Зная Р и Т, определяют отношения it = — и і — , затем

тк

с диаграммы снимается величина — , если т<0,9 или z_ если

It

т > 1. Значения Z .тогда определяются из выражения Z —

Величины степени п вычисляются по формуле

и = а — b т,

где а и Ь—коэффициенты, зависящие от природы углеводоро­ да, значения которых даны в таблице 2 .

-

 

‘

 

 

 

 

Таблица 2

Коэффи­

с„н,

с.нш

С5ни

С.Н.,

С7Н,„ СвН19

свн»

СщНаэ

циенты

а

1,038

1,064

1,092

, 1,060

1,054

1,035

1,025

1,00

ь

0,117.

0,180

0,195

0,165

0,142

0,115

1,105

0

Использование диаграммы (рис. 8) для определения парамет­

ров состояния

аналогично использованию диаграммы (рис. 6 ).

2 6

При нахождении с помощью указанных диаграмм по заданным

Ри Т удельного объема ѵ газа сначала вычисляют приве­

денные параметры,

 

 

р

 

т

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и т

Тк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рк

 

 

 

 

 

Затем с диаграммы снимают соответствующие

значения

.и

Z,

наконец,

находят

 

 

R T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V = z ■

 

 

 

 

 

 

В случае

же если

и з е ѳ с т н ы параметры ѵ и Т,

а

требуется

определить

величину

Р,

составляется уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЯРк —Z RT

я■= A'Z

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z = — Я,

 

 

 

 

 

 

 

RT

 

 

 

 

А'

 

 

 

 

 

где

А' =

 

известная величина.

 

 

 

 

 

 

 

Ркѵ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затем

в

приведенной диаграмме

сжимаемости

[z = /(ii)-]

(рис.

9) строится

прямая г = — я по двум точкам я = 0 , z = О

и и =

А! , Z =

 

 

 

 

А г

 

этой прямой с изотермой,

1. Точка пересечения

отвечающей заданной температуре

 

т

 

 

 

т — — , определит искомое

давление я и Р = я Р к,

 

 

Тк

 

 

 

являют­

 

 

 

 

 

 

Если

же

заданными

 

 

 

 

 

ся Я и г», а искомым—темпера­

 

 

 

 

 

тура

Г,

то

уравнение

приметZ-7

 

 

 

 

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z =

Рѵ

1

 

 

 

 

 

 

 

.или

 

 

 

r KR

*х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z = — ,

 

 

 

 

 

 

 

 

тде

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рѵ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В' =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 \ R

 

 

 

 

 

 

 

 

г Искомая температура определя-

 

Рис. 9

 

 

 

' ется

по точке

пересечения изо-

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

бары (вертикали), отвечающей заданному давлению я = —

 

 

 

 

 

В'

 

 

'

 

1

 

Рк

 

 

 

 

 

 

которую можно

построить по ряду точек

;по кривой Z = — ,

{рис.

10).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 7

г

 

 

 

в'

 

В ‘

 

I

т і > z \ —

Т1 /

\

^2»Z-2 — —

 

 

\

т3 /

 

 

 

^ з . Z 3 = ^ r ) й т - д -

 

 

 

Диаграммы

'

сжимаемости

 

 

 

могут строиться еще и в коор­

 

 

 

динатах (Z , т)*,

т. е. при от­

 

 

 

кладывании по оси абсцисс ве­

 

 

 

личины т, а по оси ординат—

 

 

 

Z. Тогда на диаграммах вмес­

 

 

 

то изотерм сжимаемости появ­

 

 

 

ляется семейство изобар сжи­

 

 

 

маемости. Примергый вид та­

Диаграммы

 

ких диаграмм—на рис. 11.

эти могут быть получены

путем шфестройки

диаграммы (Z,

тс)-, следовательно, не требуют дополнительных

экспериментальных

дан­

 

 

 

ных для

построения.

 

 

 

Для водяного пара по­

 

 

 

добная диаграмма

в раз­

 

 

 

мерных

координатах

 

 

 

(R Z , t)р

была

построена

 

 

 

профессором

Вукалови-

 

 

 

чем.

 

 

 

 

 

 

Следует отметить, что обобщенные диаграммы сжимаемости, построен­ ные при осредненн'ых зна­ чениях ZK, являются при­ ближенными, требующи­ ми внесения небольших поправок в расчеты по ним для отдельных газов.

Общих теоретических поправок на Z Kв настоя-

Рис. 11. Зависимость коэффициента сжи­ маемости от приведенных давления и температуры.

щее время не существует, но различные авторы предлагают различные способы эмпирического характера.

УРАВНЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВЯЗ Й

Одного уравнения состояния недостаточно) для полной' термодинамической характеристики физического тела. Как известно, его характеризуют еще калорические величины теп­ лоемкости С$ и Сѵ, внутренняя энергия и, энтальпия і, энтро­ пия. 5.

В. учении об идеальных газах было сказано, что теплоем~

28 !

ікости Ср и Су по кинетической теории—суть постоянные, а по квантовой теории—функции от температуры.

Для нормальных парафиновых углеводородных газов при

.атмосферном давлении зависимость Ср от t представлена в приложении № 5 , из которого мы видим, что для ограничен­ ного интервала температур (например, от 0 до 100°С) тепло­ емкость может быть выражена практически удобными форму­ лами:

Ср = cip -f- b't и Су = сіу -f- Ь'і,

где av = av -j- AR. .

В таблице 3 приведены численные значения коэффициентов йр и // для указанных углеводородов в интервале изменяе­ мости г от 0 до 100°С.

Сообразно с последними выражениями внутренняя энергия и энтальпия идеальных газов должны быть функциями только одной температуры

 

и — J CvdT + пост. =

аѵТ +

-^-Г2 -:

пост.,

 

 

 

і =

Cpdt -f- пост. =-• йрГ + -у- Т2 +

пост.;

 

 

энтропии же

имеем:

 

 

 

 

'

,

для 5 =

J ^ - dTJ+ AR

= av \nT + b ' T + A R ln ■»+пост.;

 

ГЦ . d.T - AR Г ^

 

 

 

 

пост.

5 =

= Йр ІП Т + Ь'Т - AR in Р +Таблица 3

К оэф ф ици­

с,

С3

с ,

С.

с 5

с .

с 7

С а

енты

 

 

 

 

 

 

 

 

а о

0,498

0,386

0,372

0,360

0,350

0,345

0,340

0,335

Л '-Ю з

0,680

0.80S

0,850

'0,828

0,825

0,825

0,825

0,825

Условно принимая значения а, і н S за отклонения этих величин от стандартного состояния (Р0, Т0, ѵ0), получим

и = аѵТ + —- Т2 — и0

 

 

 

 

( 12)

і = арТ +

~ Т * — і0

 

5 = йѵln Т -\- Ь'Т

AR ln Ti — So

(13)

S = aplnT + b ' T - Л/фп Р - 58'

 

■где

‘

t Ъ'

гг2

 

'

 

tlQ=

й ѵ/

о -)----—

/ О,

 

 

 

 

 

29

У

Смотрите также файлы