Физико-химические свойства природных газов. Пересчет состава газа и конденсата, страница 7

, мкПа∙с                                     (2.5.18)

где , , ρ_кр – соответственно плотность газа при Р и Т и критическая плотность.

Теплоемкость газа.

Теплоемкостью называется количество теплоты, необходимой для нагрева вещества на один градус. Мерой теплоемкости служит удельная теплоемкость, которая определяет количество теплоты единицы массы, моля и объема вещества для нагрева на один градус. Удельная теплоемкость бывает массовая, мольная и объемная. Для газов в зависимости от термодинамического процесса различают изобарную С_р и изохорную С_v удельные теплоемкости

,                                                                  (2.5.19)

Единицей измерения удельных теплоемкостей являются кДж/кМольК; кДж/кгК; кДж/м³К.

Изобарная мольная теплоемкость С_Р0 зависит от температуры, которая может быть выражена приближенно следующей формулой:

С_Р0=(1,936+0,00892∙Т)∙М^0,75, кДж/кМольК                                      (2.5.20)

где М – молекулярная масса углеводорода, погрешность расчетов не превышает в интервале температур от 233 до 393 К 5% для углеводородов от метана до пентана и 10% для углеводородов С₆Н₁₄ (С₇Н₁₆).

Для смесей идеальных газов изобарная мольная теплоемкость определяется по правилу аддитивности:

, кДж/кМольК                         (2.5.21)

где y_i – мольная доля i-го компонента.

Удельная изобарная мольная теплоемкость реальных природных газов зависит от давления и температуры.

С_Рсм=С_Р0см(Т)+∆С_Р(Р,Т),  кДж/кМольК                                            (2.5.22)

Значение ∆С_Р(Р,Т) определяется по графику в зависимости от приведенных параметров.

Для приближенных расчетов только в диапазоне 0,02<Р_пр≤4 и 1,3<Т_пр≤2,5 поправку ∆С_Р(Р,Т) можно рассчитать с погрешностью не более 10%:

∆С_Р(Р,Т)=32,6∙Р_пр/Т_пр⁴ , кДж/кМольК                                              (2.5.23)

Для более точных значений теплоемкости можно воспользоваться двух- и трехпараметрическими уравнениями состояния.

Коэффициент адиабаты можно определить приближенно – К

                                                                (2.5.24)

Для условий сеноманских залежей севера Тюменской области Л.М. Тухманом и Т.В. Нагаревой предложена формула расчета изобарной молярной теплоемкости С_Р:

, (2.5.25)

Теплопроводность газа.

Теплопроводность – один из видов переноса теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. Одним из  показателей интенсивности передачи тепла является коэффициент теплопроводности, который определяет количество теплоты, проходящей через единицы площади за единицу времени при разности температур в один градус. Единицей измерения теплопроводности является  Вт/м∙К или Дж/м∙с∙К.

Коэффициент теплопроводности природных газов зависит от давления, температуры и состава газа. 

Коэффициент теплопроводности природных газов можно определить по следующей формуле:

λ_ат=[а+b(Т–273,15)+с(Т–273,15)²]∙0,001163, Вт/м∙К                        (2.5.26)

где λ_ат – коэффициент теплопроводности при давлениях до 0,3МПа и в интервалах температур 273÷423 К; коэффициенты а, b и с определяются по нижеприведенной таблице 2.5.1 в зависимости от К, значение которого рассчитывается по известному составу газа:

                                                                                 (2.5.27)

где К_i – значение эмпирического коэффициента для i-го компонента газа приведено в таблице 2.5.2, n_i – мольное содержание  i-го компонента.

Средняя ошибка по формуле (2.5.26) составляет около 2% при содержании в природном газе неуглеводородных компонентов не более 15%.

Таблица 2.5.1