压缩因子

〔例3〕试用压缩因子图法计算 573K 和 20265kPa 下甲醇的摩尔体积。甲醇的临界常数：T c=513K，p c=7974.3kPa。

〔解〕

由图1-14查出T r=1.12，p r=2.54 时，

Z=0.45

用范德华方程式计算，V m=0.126dm3。可见此法不仅方便，且较准确。

〔例4〕一容积为 3dm3的钢筒内容有 3.20kg 的甲烷，室温为 273.4K。试求钢筒中气体的压力。已知甲烷T c=191.1K，p c=4640kPa。

〔解〕

或p r=3.26Z

在T r附近，作p c=3.26Z直线交T r于Z=0.76 处（参考图1-15），此Z值即为同时满足T r=1.43 和p r=3.26Z的对应态的压缩因子值，以之代入公式

则

求得钢筒压力为 11496kPa 。

气体的压缩系数

什么是气体的压缩系数？ 发布时间：10-01-30 来源：点击量：5037 字段选择：大中小 什么是气体的压缩系数？ 答：气体压缩系数Compressibilitycoefficient，也称压缩因子Compressibilityfactor。是实际气体性质与理想气体性质偏差的修正值。通常用Z表示，Z=Pv/RT＝Pv m/R u T；Z也可以认为是实际气体比容v(v actual)对理想气体比容v ideal的比值；Z＝v actual/v ideal；v ideal＝RT/P。其中，P是气体的绝对压力；v m是摩尔体积；R u是通用气体常数；R=R u/M；R是气体的摩尔气体常数；T是热力学温度。Z偏离1越远，气体性质偏离理想气体性质越远。Z在实 际气体状态方程中出现。凡在气体流量的计算中必然要考虑压缩系数。在压力不太高、温度较高、密度较小的参数范围内，按理想气体计算能满足一般工程计算精度的需要，使用理想气体状态方程就可以了，此时压缩系数等于1。但是在较高压力、较低温度或者要求高准确度计算，需要使用实际气体状态方程，在计量气体流量时由于要求计算准确度较高，通常需要考虑压缩系数。随着对气体状态方程准确度要求提高，在百余年来实际气体状态方程出现了许多不同形式，对压 缩系数也有不同的表述。比较有名的是范德瓦尔状态方程和维里状态方程。 求得压缩系数的方法： 1) 查表法，对比态参数在图表上查得。已有的图表是通过试验对不同气体测得P、v、T（分别是压力、比容、温度）数据和相应的临界参数P c、v c、T c、计算得到对比参数P r、v r、T r绘制的Z--P r、v r图。Z c是固定的，如图1，Z C固定为0.27。图1 通用气体压缩系数,纵坐标Z，横坐标是P r- 式中，P c是临界压力，T c是临界温度，随物质不同而不同；对比压力P r、对比

AGA8—92DC计算方法天然气压缩因子计算(最漂亮的)

AGA8—92DC计算方法天然气压缩因子计算 摘要：按照GB／T 17747．2—1999《天然气压缩因子的计算第2部分：用摩尔组成进行计算》，采用AGA8—92DC计算方法，用VB编程计算了天然气压缩因子。用二分法求解状态方程，精度满足工程需要。 关键词：压缩因子；AGA8—92DC计算方法；二分法 1概述 工作状态下的压缩因子是天然气最重要的物性参数之一，涉及到天然气的勘探、开发、输送、计量和利用等各个方面。实测天然气压缩因子所需的仪器设备价格高，不易推广，因此计算方法发展很快，主要为经验公式和状态方程计算方法。1992年6月26日，国际标准化组织(ISO)天然气技术委员会(TC193)及分析技术分委员会(TC193/SC1)在挪威斯泰万格(Stavanger)召开了第四次全体会议，会上推荐了两个精度较高的计算工作状态下天然气压缩因子的方程，目 PAGA8-92DC方程、SGERG-88方程[1]。随后，国际标准化组织于1994年形成了国际标准草案[2]。 AGA8-92DC方程来自美国煤气协会(AGA)。美国煤气协会在天然气压缩因子和超压缩因子表的基础上，开展了大量研究，于1992年发表了以状态方程为基础计算压缩因子的AGA No.8报告及AGA8-92DC方程[2]。 1994年，四川石油管理局天然气研究所遵照中国石油天然气总公司技术监督局的指示，对国际标准化组织1992年挪威斯泰万格会议推荐的AGA8-92DC 方程、SGERG-88方程进行验证研究，于1996年底基本完成[2]。1999年，四川石油管理局天然气研究院(前身为四川石油管理局天然气研究所)起草的《天然气压缩因子的计算》GB/T 17747.1～3—1999被批准、发布。 《天然气压缩因子的计算》GB/T 17747.1～3—1999包括3个部分：《天然气压缩因子的计算第1部分：导论和指南》GB/T 17747.1—1999，《天然气压缩因子的计算第2部分：用摩尔组成进行计算》GB/T 17747.2—1999，《天然气压缩因子的计算第3部分：用物性值进行计算》GB/T 17747.3—1999。GB/T 17747.1等效采用ISO 12213—1：1997《天然气压缩因子的计算导论和指南》。GB/T 17747.2等效采用ISO 12213-2：1997《天然气压缩因子的计算用摩尔组成进行计算》，给出了用已知的气体的详细的摩尔组成计算压缩因子的方法，目PAGA8—92DC计算方法。GB/T 17747.3等效采用ISO 12213-3：1997《天然气压缩因子的计算用物性值进行计算》，给出了用包括可获得的高位发热量(体积基)、相对密度、C02含量和H2含量(若不为零)等非详细的分析数据计算压缩因子的方法，即SGERG-88计算方法。笔者在输气管道和城镇高压燃气管道水力计算中，按照GB/T 17747.2采用AGA8-92DC计算方法进行天然气压缩因子计算，效果良好。本文对其中的一些问题进行探讨，受篇幅所限，一些内容文中适当省略，详见GB/T 17747.2。 2AGA8—92DC方法的计算过程 2.1已知条件、待求量、计算步骤 2.1.1已知条件 按照GB／T 17747．2的要求，以CH4、N2、CO2、C2H6、C3H8、H2O、H2S、H2、

工程热力学-名词解释

1.第一章基本概念及定义 2.热能动力装置：从燃料燃烧中得到热能，以及利用热能所得到动力的整套设备（包括辅助设备）统称热能动力装置。 3.工质：热能和机械能相互转化的媒介物质叫做工质，能量的转换都是通过工质状态的变化实现的。 4.高温热源：工质从中吸取热能的物系叫热源，或称高温热源。 5.低温热源：接受工质排出热能的物系叫冷源，或称低温热源。 6.热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统。 7.闭口系统：如果热力系统与外界只有能量交换而无物质交换，则称该系统为闭口系统。（系统质量不变） 8.开口系统：如果热力系统与外界不仅有能量交换而且有物质交换，则称该系统为开口系统。（系统体积不变） 9.绝热系统：如果热力系统和外界间无热量交换时称为绝热系统。（无论开口、闭口系统，只要没有热量越过边界） 10.孤立系统：如果热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时，则称该系统为孤立系统。 11.表压力：工质的绝对压力>大气压力时，压力计测得的差数。 12.真空度：工质的绝对压力<大气压力时，压力计测得的差数，此时的压力计也叫真空计。 13.平衡状态：无外界影响系统保持状态参数不随时间而改变的状态。充要条件是同时到达热平衡和力平衡。 14.稳定状态：系统参数不随时间改变。（稳定未必平衡） 15.准平衡过程(准静态过程)：过程进行的相对缓慢，工质在平衡被破环后自动恢复平衡所需的时间很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平 衡状态，那么这样的过程就称为准平衡过程。它是无限接近于平衡状态的过程。 16.可逆过程：完成某一过程后，工质沿相同的路径逆行回复到原来的状态，并使相互作用所涉及的外界亦回复到原来的状态，而不留下任何改变。可逆过程=准 平衡过程+没有耗散效应（因摩擦机械能转变成热的现象）。 17.准平衡与可逆区别：准平衡过程只着眼工质内部平衡;可逆过程是分析工质与外界作用产生的总效果，不仅要求工质内部平衡，还要求工质与外界作用可以无 条件逆复。 18.功：功是热力系统通过边界而传递的能量，且其全部效果可表现为举起重物。 19.热量：热力系统与外界之间仅仅由于温度不同而通过边界传递的能量。 20.两者不同：功是有规则的宏观运动的能量传递，在做功的过程中往往伴随着能量形态的转化。热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量传递，传递过程中不出 现能量形态的转化。功转变成热量是无条件的而热量转变成功是有条件的。 21.正向循环（热动力循环）：热能转化成机械能的循环叫做正循环，它使外界得到功Wnet。 22.逆向循环：工质在循环中消耗机械能（或其他能量）把热量从低温热源传给高温热源的过程称为逆循环，消耗外功。 23.第二章热力学第一定律 24.热力学第一定律：自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造，也不可能被消灭，但可以从一种形态转变为另一种形态，在能量的转换过程中能量的 总量保持不变。（热力学第一定律就是能量守恒和转换定律在热现象中的体现）。内能的改变方式有两个：做功和热传递ΔU = W + Q。 25.第一类永动机：不消耗能量便可以永远对外做功的动力机械。 26.热力学能（内能）：分子间的不规则运动的内动能，分子间的相互作用的内位能，维持分子结构的化学能，原子核内部的原子能，电磁场作用下的电磁能等一 起构成热力学能。 27.总能（总存储能）：内能（热力学能），外能（宏观运动动能及位能）的总和称总能。 28.推动功：工质在开口系统中流动而传递的功称为推动功mpv。 29.流动功：系统为维持工质流动所需的功称为流动功(推动功差p2V2-p1V1）。 30.技术功：机械能可以全部转变为技术上可以利用的功，称为技术功（技术上可资利用的功）。 31.体积功：工质因体积的变化与外界交换的功。 32.焓：在热力设备中，工质总是不断的从一处流到另一处，随着工质的移动而转移的能量，即热力学能和推动功之和u+pv。 33.稳定流动过程：流动过程中，开口系统内部及其边界上各点工质的热力参数及运动参数都不随时间而变，则这种流动过程称为稳定流动过程。反之，则为不稳 定流动过程或瞬变流动过程。 34.节流：工质流过阀门等设备时，流动界面突然收缩，压力下降，这种现象称为节流。 35.第三章气体和蒸汽的性质 36.标准大气压：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760毫米高水银柱产生的压强叫做标准大气压。 37.理想气体：1.分子间是弹性的、不具有体积的质点；2.分子间相互没有作用力。 38.摩尔气体常数：R=MRg=8.314 5 J/(mol·K)，与气体种类状态都无关。Rg与气体种类有关，状态无关。Rg物理意义是1 kg某种理想气体定压升高1 K对外作 的功。 39.定压比热容Cp：压力不变的条件下，1kg物质在温度升高1K所需的热量称为定压比热容。 40.定容比热容Cv：体积不变的条件下，1kg物质在温度升高1K所需的热量称为定容比热容。Cp- Cv=Rg气体常数。Cp/Cv=γ比热容比。 41.湿饱和蒸汽：水蒸气和水的混合物称为湿饱和蒸汽。 42.干饱和蒸汽：即饱和蒸汽，水全部变成蒸汽，这个时候的蒸汽称为干饱和蒸汽 43.过热蒸汽：对饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度升高，比体积增大，此时的蒸汽称为过热蒸汽。 44.饱和状态：当汽化速度=液化速度时，系统处于动态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相对数量。 45.饱和温度：处于饱和状态的汽、液的温度相同称为饱和温度。 46.饱和压力：处于饱和状态的蒸汽的压力称为饱和压力。 47.过冷水：水温低于饱和温度时称为过冷水或未饱和水。 48.过热度：温度超过饱和温度之值称为过热度 49.汽化潜热：1kg质量的某种液相物质在汽化过程中所吸收的热量。简称汽化潜热（液体蒸发吸收的热量）。 50.第四章气体与蒸汽的基本热力 51.第五章热力学第二定律 52.热力学第二定律（克劳修斯说法）：热不可能自发的、不付代价的从低温物体传至高温物体。 53.热力学第二定律（开尔文说法）：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。 54.造成过程不可逆的两大因素：1、耗散效应。2、有限势差作用下的非准平衡变化。

天然气基本压缩因子计算方法

天然气基本压缩因子计算方法 编译：阙洪培（西南石油大学） 审校：刘廷元 这篇文章提出一个简便展开算法：任一压力-温度的基本压缩因子的输气监测计算。这个算法中的二次维里系数来源于参考文献1。计算的压缩因子接近AGA 8状态方程值[2]。 1 测量 在天然气工业实用计量中，压力、温度变化作为基本（或标准）条件，不仅地区间有差别，而且在天然气销售合同也有不同。 在美国，通常标准参考条件是60°F和14.73 psia。欧洲常用的基本条件是0 ℃和101.325 kPa，而标准条件是15 ℃和101.325 kPa。阿根廷也用15 ℃和101.325 kPa，而墨西哥则用的是20 ℃和1kg/ sq cm(绝对)。 计算真实气体的热值、密度、基本密度、基本体积、以及沃贝指数时要求已知基本条件的压缩因子。表1是理想气体值。 表1中的理想气体值不能用于密闭输气，必须计算相应基本条件的压缩因子。 参考文献提供的一些数据表和获取基本条件压缩因子方法，基本条件只能是60°F，14.73或14.696 psia。 计算其它基本条件的压缩因子可用AGA 8 程序，但代数计算较复杂，计算机编程共有三组软件，比较耗时。 本文提出了一个展开算法，计算密闭输气基本条件（基本条件可是任何压力温度）的压缩因子。 2 压缩因子 接近外界条件时，即压力小于16 psia，截断维里状态方程（方程组中的方程1）较好地描述了天然气的体积性质。 方程1中，各符号的物理意义是： Z = 基本条件下压缩因子 B = 二次维里系数 R = 气体常数 P = 基本条件的绝对压力 T = 温度条件的绝对压力 天然气基本压缩因子接近1，如0.99，B必然为负（图1） 方程2是混合物的二次维里系数，式中B ij = B ji为组分i和j的二次交互维里系数，B ii为纯组分i 的二次维里系数。二次维里系数是温度的函数。 也可用方程3求B，便于手工计算。比较适合密闭输气计算，方程3中B i的平方根为总因子，参见参考文献1，3，4。 问题的提出：表中常见60°F总因子值，而未见有其它基本温度条件的总因子值。由此本文献出一种方法，求解任一温度的压缩因子。 本方法不用因子求和法而用了好用便于书写的二次维里系数法。 方程3假定方程4已作校正。下面举出2例说明这种方程的用法。

压缩因子计算

天然气压缩因子的计算 气田上大多数在高压下生产，为控制其流动需要安装节流阀。当气流经过节流阀时，气体产生膨胀，其温度降低。如果气体温度变得足够低，将形成水合物 （一种固体结晶状的冰雪物质）。这就会导致管道和设备的堵塞。【1】从而，在天 然气的集输过程当中，不管对天然气或天然气管道进行怎样的处理，都离不开气体的三个状态参数：压力P 、体积Ｖ、温度Ｔ。而根据真实气体状态方程PV ZnRT =可知，在确定某个状态参数的时候需要先计算一个压缩因子Ｚ。如果能够更精确的确定压缩因子，从而确定气体的状态参数，对于研究天然气的收集、预处理和输送等问题具有重要意义。下面简要介绍下压缩因子及其计算方法。 真实气体是实实在在的气体，它是为了区别于理想气体而引人的。真实气体占有一定空间，分子之间存在作用力，因此真实气体性质与理想气体性质就有偏离。压缩因子就是反映这种真实气体对理想气体的偏离程度大小。在温度比临界温度高的多、压力很小时，偏离不太显著；反之偏离就很显著。下面将介绍一种计算压缩因子的方法（Dranchuk-Purvis-Robinson 法）。 压缩因子的关系式如下： 563521437383 1()()()(1)exp()pr pr pr pr pr A A A A A Z A A T T T T A A A T =++++++++-52pr pr pr 222 pr pr pr ρρρρρρ （1） 式中A 1到A 8都是常数，具体数据可到参考文献上查阅，ρ pr 为无因次拟对比密 度，它和压缩因子满足关系式： 0.27pr pr pr p ZT ρ= （2） 其中p pr 和T pr 分别为拟对比压力和拟对比温度。 由于式（2）为非线性方程，欲计算Z ，可采用牛顿迭代法（Newton-Raphson ）。在已知p pr 和T pr 的情况下，需经过迭代过程求解ρpr ，其公式如下： ( )( 1)()'( )() ()i pr i i pr pr i pr f f ρρρρ+=- （3） 迭代求得拟对比密度ρpr ，即可易求得压缩因子。【2】 参考文献： [1] 曾自强，张育芳.天然气集输工程.北京：石油工业出版社，2001.1 [2] 严铭卿，廉乐明.天然气输配工程.北京：中国建筑工业出版社，2005.32

压缩因子

物理化学 -> 1.6.3 压缩因子图 三、压缩因子图 荷根（Hougen）和华特生（Watson）测定了许多气体有机物质和无机物质压缩因子随对比温度和对比压力变化的关系，绘制成曲线，所得关系图称为"普遍化压缩因子图"。见图1-14。当实际气体的临界压力p c和临界温度T c的数据为已知，可将某态下的压力p和温度T换算成相应的对比压力p r和对比温度T r，从图中找出该对比态下的压缩因子Z。再由下式计算气体的摩尔体积V m： (1-38) 图1-14 压缩因子Z随p r及T r变化关系 当然，计算并不仅限于体积。上式形式简单，计算方便，并可应用于高温高压，作为一般估算，准确定基本上可以满足，在化工计算上常驻采用。一般说来，对非极性气体，准确度较高（误差约在 5% 以内）；对极性气体，误差大些。但对 H2、He、Ne 则为例外，这三种气体，根据经验采用以下修正公式： (1-77)

所得结果更准确。为进一步提高计算方法的准确性，常需引入更多的参数，最常用的是三参数法。需要时读者可参阅有关专著，在此不赘述。 〔例3〕试用压缩因子图法计算 573K 和 20265kPa 下甲醇的摩尔体积。甲醇的临界常数：T c=513K，p c=7974.3kPa。 〔解〕 由图1-14查出T r=1.12，p r=2.54 时，Z=0.45 实验值为 0.114dm3，误差为 7.5%。用理想气体状态方程式计算，V m=0.244dm3! 而用范德华方程式计算， V m=0.126dm3。可见此法不仅方便，且较准确。 〔例4〕一容积为 3dm3的钢筒内容有 3.20kg 的甲烷，室温为 273.4K。试求钢筒中气体的压力。已知甲烷T c=191.1K，p c=4640kPa。 〔解〕 或p r=3.26Z 在T r附近，作p c=3.26Z直线交T r于Z=0.76 处（参考图1-15），此Z值即为同时满足T r=1.43 和 p r=3.26Z的对应态的压缩因子值，以之代入公式

天然气压缩因子计算

１．天然气相关物性参数计算 密度计算： T ZR PM m =ρ ρ——气体密度，Kg/m 3； P ——压力，Pa ； M ——气体千摩尔质量，Kg/Kmol ； Z ——气体压缩因子； T ——气体温度，K ； R m ——通用气体常数，8314.4J/Kmol·K 。 ２．压缩因子计算： 已知天然气相对密度?时。 96 .28M =? M ——天然气的摩尔质量。 ?+=62.17065.94pc T 510)05.493.48(??-=pc P ;pc pr P P P = pc pr T T T =； P ——工况下天然气的压力，Pa ；T ——工况下天然气的温度，k ；P Pc —临界压力；T Tc ——临界温度。 对于长距离干线输气管道，压缩因子常用以下两式计算： 668.34273.01--=pr pr T P Z 320107.078.068.110241.01pr pr pr pr T T T P Z ++-- = 对于干燥天然气也可用经验公式估算： 15.1117.0100100P Z +=

标况流量和工况流量转换。为了控制Welas 的5L/min 既 0.3立方米每小时的工况流量。 Q 2------流量计需要调节的流量值 P 2------0.1Mpa T 2------293.15K (20℃ ) Z 2------标况压缩因子 Q 1------0.3m 3/h P 1------ 工况压力（绝对压力MPa ） T 1------开尔文K Z 1-------工况压缩因子 转换公式为 12221211 p T Z Q Q p T Z

Matlab编程天然气压缩因子计算模型

1程序目的 利用AGA8-92DC模型计算天然气的压缩因子，该程序主要应用于在输气和配气正常进行的压力P和温度T围的管输气的压缩因子计算 2数学模型：AGA8-92DC模型 2.1模型介绍 此模型是已知气体详细的摩尔分数组成和相关压力、温度来计算气体压缩因子。 输入变量包括绝对压力、热力学温度和摩尔组成。 摩尔组成是以摩尔分数表示下列组分：CO 2、N 2 、H 2 、CO、CH 4 、C 2 H 6 、C 3 H 8 、 i-C 4H 10 、n-C 4 H 10 、i-C 5 H 12 、n-C 5 H 12 、n-C 6 H 14 、n-C 7 H 16 、n-C 8 H 18 。 2.2 模型适用条件 绝对压力：0MPa＜P＜12MPa 热力学温度：263K≤T≤338K 高位发热量：30MJ·m-3≤H S ≤45 MJ·m-3 相对密度：0.55≤d≤0.80 天然气中各组分的摩尔分数应在以下围： CH4：0.7≤x CH4 ≤1.0 N2：0≤x N2 ≤0.20 CO2：0≤x CO2 ≤0.20 C2H6：0≤x C2H6 ≤0.10 C3H8：0≤x C3H8 ≤0.035 C4H10：0≤x C4H10 ≤0.015 C5H12：0≤x C5H12 ≤0.005 C6H14：0≤x C6H14 ≤0.001 C7H16：0≤x C7H16 ≤0.0005 C8H18和更高碳数烃类： C8H18：0≤x C8H18 ≤0.0005 H2：0≤x H2 ≤0.10

CO ：0≤x CO ≤0.03 如果已知体积分数组成，则应将其换算成摩尔分数组成。所有摩尔分数大于0.00005的组分都不可忽略。 2.3 模型描述 2.3.1 已知条件 绝对压力P 、热力学温度T 、组分数N ； 各组分的摩尔分数，i = 1～N ； 查附表1、2、3得到的以下数据： 58种物质的状态方程参数，， ，，，，，，， ； 14种识别组分的特征参数，，，，，，， ； 14种识别组分的二元交互作用参数， ， ， 。 2.3.2 待求量 压缩因子 Z 2.3.3 计算步骤 a) 第二维利系数B 的计算： 318 *2 111 B (K K ) n N N u n i j ij i j n i j a T x x B -====∑∑∑ 11*2 2(G 1g )(1)(F F 1f )(S S 1s )(WW 1w )n n n n n g q f s w nij ij n i j n i j n i j n i j n B QQ q =+-+-+-+-+-二元参数E ij 和G ij ，由以下两式计算： 1* 2 (E E )ij ij i j E E = *()/2 ij ij i j G G G G =+ b) 计算系数，n = 13～58 *2(1)()(1)n n n n n g q f u u n n n n n C a G g Q Q q F f U T -=+-+-+- 用以下方程求解混合方程，计算混合物参数U ，G ，Q 。 555 25 22 11 11 (2(1)())i i ij N N N i i j i i j U x E U E E -===+=+-∑∑∑ 1 *1 11 2(1)()N N N i i i j ij i j i i j i G x G x x G G G -===+=+-+∑∑ ∑

浅谈压缩因子及其在燃气计量中的影响

浅谈压缩因子及其在燃气计量中的影响 Gas Compression Factor(气体压缩因子) 摘要：本文通过对压缩因子的介绍，浅要分析了其在燃气计算中的影响。 关键词：临界温度；临界压力；势能；动能；压缩因子；燃气计量 1 前言 随着燃气业的不断发展，工商业燃气用户也越来越多，特别是将来天然气在广东珠三角的推广将使珠三角燃气行业得到更迅猛的发展。由于燃气公司与供应商，燃气公司与用户之间，都是存在经济的利益关系，因而在燃气计量上必然存在着或多或少的矛盾。特别是大型工业用户与燃气公司的计量问题的更容易发生矛盾。为了减少此类矛盾的激化，燃气公司在自身利益不受损害的情况下，都将会尽量减少计量上的误差，使两者的矛盾得到缓和。因而燃气公司在计量上就应了解许多注意事项，其中压缩因子就是众多影响计量准确度的潜在因素之一。 2 压缩因子的产生及在计量上的影响 在实际的气体计量的过程中，气体状态方程：Z=PV／RT，压缩因子z在计算中引入了临界温度Tc和临界压力Pc两种参数，其中压缩因子Z=f(Pc，Tc)是随温度及压力而变化的(关系图l，2)，其中：临界温度指的是气体加压液化所允许的最高温度，一般分子间的引力越大对应的临界温度越高；如甲烷临界温度Tc为191．05K，丙烷临界温度Tc为368．85K； 临界压力指的是气体在临界温度时发生液化所需要的最小压力；如甲烷临界压力Pc为4．6407MPa，丙烷临界压力Pc为4.3975MPa； 在实际计算中，还要引入对比压力Pr和对比温度Tr，所谓的对比压力就是实际工作压力和临界压力Pc的比值，对比温度同理亦是实际工作温度和临界温度Tc的比值。 压缩因子的数值在不同温度压力下的也不是完全沿一个趋势变化的，如天然气是先随压力增大而变小，到达一定程度后又逐渐随压力增大而变大。那为什么会出现这种情况呢?从微观上讲，这主要是由于分子间的作用力造成的。一定温度下的气体在压力较小时，分子间的距离较大，分子间一般表现为引力，造成实际气体比理想气体更易于被压缩，但随着压力增加气体分子逐渐靠近，分子间的作用力表现为排斥力造成气体难于被压缩，进而形成压缩因子的数值上的变化，并且该数值随气体种类不同而不同。 根据气体压缩因子与对比温度及对比压力的曲线图可发现：在一般的计量工况下(温度小于50℃，压力小于10MPa)，天然气的压缩因子均大于液化石油气的压缩因子，亦是说气态液化石油气在该条件下体积受压缩因子的影响大于对气态天然气的体积的影响。根据计算公式，V o=VPT o／(P o TZ)，液化石油气和天然气在同等工况下修正系数可通过计算得出： 例一：已知混合气体的容积成分为y C3H6=50％， y C4H10=50％，压力为1．0MPa，温度为25℃的压缩因子。

天然气压缩因子的计算 第3部分：用物性值进行计算(标准状态：现行)

I C S75.060 E24 中华人民共和国国家标准 G B/T17747.3 2011 代替G B/T17747.3 1999 天然气压缩因子的计算 第3部分:用物性值进行计算 N a t u r a l g a s C a l c u l a t i o no f c o m p r e s s i o n f a c t o r P a r t3:C a l c u l a t i o nu s i n gp h y s i c a l p r o p e r t i e s (I S O12213-3:2006,MO D) 2011-12-05发布2012-05-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

G B/T17747.3 2011 目次 …………………………………………………………………………………………………………前言Ⅰ1范围1………………………………………………………………………………………………………2规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3术语和定义1………………………………………………………………………………………………4计算方法1…………………………………………………………………………………………………附录A(规范性附录)符号和单位6 ………………………………………………………………………附录B(规范性附录)S G E R G-88计算方法描述9 ………………………………………………………附录C(规范性附录)计算示例17 ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………附录D(规范性附录)换算因子18附录E(资料性附录)管输气规范21 ………………………………………………………………………附录F(资料性附录)更宽范围的应用效果24 ……………………………………………………………

带压缩因子的粒子群算法

主程序： %------基本粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization）----------- %------名称：带压缩因子的粒子群优化算法（PSO） %------作用：求解优化问题 %------说明：全局性，并行性，高效的群体智能算法，提高解的精度 %------初始格式化-------------------------------------------------- clear all; clc; format long; %------给定初始化条件---------------------------------------------- %c1=1.4962; %学习因子1 c1=3; c2=2; %c2=1.4962; %学习因子2 w=0.7298; %惯性权重 MaxDT=100; %最大迭代次数 D=6; %搜索空间维数（未知数个数） N=20; %初始化群体个体数目 eps=10^(-6); %设置精度(在已知最小值时候用) phi=c1+c2; if phi<=4 disp('c1与c2的和必须大于4! '); xm=NaN; fv=NaN; return; end %------初始化种群的个体(可以在这里限定位置和速度的范围)------------ for i=1:N for j=1:D x(i,j)=randn; %随机初始化位置 v(i,j)=randn; %随机初始化速度 end end %------先计算各个粒子的适应度，并初始化Pi和Pg---------------------- figure(3) for i=1:N P(i)=fitness2(x(i,:)); y(i,:)=x(i,:); end Pg=x(N,:); %Pg为全局最优 for i=1:(N-1) if fitness2(x(i,:))

工程热力学大作业

1、根据班级序号自己计算参数 利用通用压缩因子图确定氧气在温度为313K（113+10×20号），比体积为0.0074m3/kg时的压力。 2、工程热力学中为什么要引入“可逆过程”? 3、以空调制热（班级序号为双号）为例，画出工作原理图、工热关系图，指出其中的代价、收益和经济性指标分别是什么。 4、在热力学发展历史中，有哪些科学家做出贡献？至少列出5人及其成就。 答：（1）J.R.von迈尔：他提出了能量守恒理论，认定热是能的一种形式，可与机械能互相转化，并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。 （2）焦耳：他的实验结果已使科学界彻底抛弃了热质说，公认能量守恒、而且能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。热力学的形成与当时的生产实践 迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。 （3）法国人S.卡诺：提出著名的卡诺定理，指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限 （4）开尔文(即W.汤姆森)根据卡诺定理制定了热力学温标。 （5）克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵 5、为什么要引入“焓”和“熵”的概念？它们是如何定义的？ 答：“焓”：研究流动能量方程中，为了工程应用的方便，才引入焓。（因为在流动过程中，工质携带的能量除热力学能之外，总伴有推动功，所以为了工程应用的方便起见，把U和PV组合起来，引入焓。） “熵” 6、下面的图是如何得到的？有何作用？ 7、一台清水离心泵，若泵中压力最低的点为K点，那么K点的压力与此泵工作时所处温度对应的饱和蒸汽压之间满足何种大小关系时，离心泵中压力最低点的水会汽化为气泡？ 8、一压缩机将1kg温度为T1、压力为p1的空气压缩到温度T2和压力p2，已知压缩过程是多变过程，多变指数为m。 （1）完整推导出T2与T1、p1、p2和m之间的关系式。 （2）空气在压缩机中可以分为三个阶段：首先空气通过吸气阀进入压缩机，此时吸气阀开启、排气阀关闭；接着吸排气阀均关闭，空气被压缩；最后排气阀开启，此时吸气阀仍关闭，空气通过排气阀排出压缩机。推导出这三个阶段分别要消耗多大的功？三者的代数和是多少？

第六章课后习题

第六章课后习题 6-1 试推导范德瓦尔气体在定温膨胀时所作功的计算式。 解：范德瓦尔气体状态方程可写成，所以 在等温过程中，T=常数，积分上式得： 6-2 3NH 气体的压力10.13P MPa = 、温度633T K = ，试根据通用压缩因子图求其压缩因子和密度，并于由理想气体状态方程计算的密度加以比较。 解：由附录表查得3NH 临界参数 查通用压缩因子图得：Z=0.94。 若 按 理 想 气 体 计 算

6-3 一容积为33m m的容器中储有4,113 ==-?的氧气，试求 p MPa t C 容器内氧气的质量；（1）用理想气体状态方程；（2）用压缩因子图。解（1）按理想气体状态方程 （2）查附录表得氧气 查通用压缩因子图得：Z=0.32。 6-4 容积为3 0.425m的容器内充满氮气，压力为16.21MPa，温度为189K，试计算容积中氮气的质量，利用：（1）理想气体状态方程；（2）范德瓦尔方程；（3）通用压缩因子图；（4）R-K方程。 解：（1）利用理想气体状态方程 （2）利用范德瓦尔方程查表6-1，氮气的范德瓦尔常数 将a，b 值代入范德瓦尔方程：

得 展开可解得 （3）利用通用压缩因子图。氮气的临界参数为 查通用压缩因子图Z=0.84。 （4）利用R-K 方程 用临界参数求取R-K 方程中常数a 和b 将a，b 值代入R-K 方程：

迭代后解得 （本例中，因范氏方程常数采用实验数据拟合值，故计算 O2质量误差较小。） 6-5 试用下述方法求压力为5MPa 、温度为450℃的水蒸气的比体积；（1）理想气体状态方程；（2）压缩因子图。已知此状态时水蒸气的比体积是30.063291/m kg ，以此比较上述计算结果的误差。 解：（1）利用理想气体状态方程 （2）利用通用压缩因子图 查附表，水的临界参数为 查通用压缩因子图 Z=0.95 6-6 在一容积为233.010m -? 的球形钢罐中储有0.5kg 的甲烷（4CH ），若甲烷由25C ?上升到33C ? ，试用R-K 方程求其压力变化。 解：摩尔体积

天然气压缩因子、压力、温度对计量的影响

天然气压缩因子、压力、温度对计量的影响 摘要：天然气计量系统中压力、温度、压缩因子等参数的准确性及变化对计量结果准确度有直接的影响，在国际贸易交接过程中，密切关系着国家的经济效益。为了确保天然气计量的准确性，探索天然气压缩因子、压力、温度对其计量过程产生的影响，本文通过对不同气源、不同组分的天然气进行分析计算，通过建立数学计算公式，逐个分析了天然气压缩因子、甲烷含量、气体组分及工况条件对天然气计量准确性的影响程度。通过分析表明：压缩因子及压力、温度等工况条件对压缩机的计量均存在一定的影响，尤其在各参数的影响均正向便宜时，其误差是巨大的，对贸易交接过程中的经济利益也存在较大的不公平。 关键词：超声波流量计、色谱、压力、温度、体积量 文献标识码：A （前言）随着国家能源结构的调整，天然气境外资源的引进对保障天然气供应，保障中国能源安全，促进节能减排，优化能源消费结构，推动国际能源合作互利共赢具有重大意义。目前，多条境外管线的逐步建立，与国外进行天然气贸易交接过程中计量结果的准确性逐渐显示出其重要性。西气东输二线年设计输送能力达300亿标方，随着西气东输三线、西气东输四线的建立输量会与日俱增，在如此大量国际贸易交接的局面下，其数据的准确性对国家经济利益存在巨大的影响，因此本文主要研究分析天然气压缩因子、压力、温度对计量的影响，找出最佳的运行状态，以实现经济效益最大化的目标。 如果年输量为300亿标方，由于设备准确度引入的误差可达约4亿标方，如果按照2元/标方的价格购买天然气，则可产生8亿的经济误差。 3 结论 从以上的数据可以看出准确测量流量计处的压力、温度及压缩因子，对降低输差提高经济效益有很大的作用。为了进一步减小设备方面造成的经济损失，建议设备使用单位在参照GB/T18603配备相应的计量设备同时根据业务情况可以适当的选用准确度等级较高的设备，在使用过程中定期核查设备的计量准确情况，通过检定、校准及定期检查设备等手段保证设备的准确度，必要时建议对设备各检测点逐点修正，加强计量设备的期间核查对提高计量准确度和实现经济效益最大化的目标有至关重要的作用。 参考文献 [1] 国家标准GB/T 18604-2001.用气体超声波流量计测量天然气流量.北京：中国标准出版社，2002年8月第一版. [2] 国家标准GB/T 18603-2001.天然气计量系统要求. 北京：中国标准出版社，2002年8月第一版.

空气的压缩因子

表2.2.2空气的压缩系数 常见气体的临界值（273.15K 101325Pa）： 气体临界温度K 临界压力MPa 临界密度Kg/Nm3 氢气33.3 1.297 31.015 甲烷191.05 4.6407 162 乙烷305.45 4.8839 210 乙烯282.95 5.3398 220 丙烷368.85 4.3975 226 丙烯364.75 4.7623 232 正丁烷425.95 3.6173 225 异丁烷407.15 3.6578 221 正戊烷470.35 3.3437 232 氧-118.6℃5.043 压缩系统数因压力及温度不同而不同，可以大致计算出来 组分101.325kPa,273.15K 101.325kPa,293.15K 相对密度 理想发热量绝对密度压缩因子求和因子理想发热量绝对密度压缩因子求和因子Hs(kJ/m3) Hi(kJ/m3) ρ(kg/m3) Z Hs(kJ/m3) Hi(kJ/m3) ρ(kg/m3) Z d

氢气12789 10779 0.0899 1.0006 11889 10051 0.0838 1.0006 0.0696 氮气1.2498 0.9995 0.0224 1.1646 0.9997 0.0173 0.9672 二氧化碳1.9635 0.9932 0.0670 1.8296 0.9946 0.0595 1.5195 一氧化碳12618 12618 1.2497 0.9993 0.0265 11763 11763 1.1644 0.9996 0.0200 0.9671 氧气1.4276 0.9990 0.0316 1.3302 0.9993 0.0265 1.1048 甲烷39829 35807 0.7157 0.9976 0.0490 37033 33356 0.6669 0.9982 0.0424 0.5539 硫化氢26141 23130 1.5203 0.9884 0.1077 23393 21555 1.4166 0.9911 0.0943 1.1765 氩气1.7823 0.9990 0.0316 1.6607 0.9993 0.0265 1.3792 水（气态）0.8038 0.9680 0.1790 0.7489 0.9720 0.1670 0.6220

工程热力学名词解释

1. 第一章 基本概念及定义 2. 热能动力装置：从燃料燃烧中得到热能，以及利用热能所得到动力的整套设备（包括辅助设备）统称热能动力装置。 3. 工质：热能和机械能相互转化的媒介物质叫做工质，能量的转换都是通过工质状态的变化实现的。 4. 高温热源：工质从中吸取热能的物系叫热源，或称高温热源。 5. 低温热源：接受工质排出热能的物系叫冷源，或称低温热源。 6. 热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统。 7. 闭口系统：如果热力系统与外界只有能量交换而无物质交换，则称该系统为闭口系统。（系统质量不变） 8. 开口系统：如果热力系统与外界不仅有能量交换而且有物质交换，则称该系统为开口系统。（系统体积不变） 9. 绝热系统：如果热力系统和外界间无热量交换时称为绝热系统。（无论开口、闭口系统，只要没有热量越过边界） 10. 孤立系统：如果热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时，则称该系统为孤立系统。 11. 表压力：工质的绝对压力>大气压力时，压力计测得的差数。 12. 真空度：工质的绝对压力<大气压力时，压力计测得的差数，此时的压力计也叫真空计。 13. 平衡状态：无外界影响系统保持状态参数不随时间而改变的状态。充要条件是同时到达热平衡和力平衡。 14. 稳定状态：系统参数不随时间改变。（稳定未必平衡） 15. 准平衡过程(准静态过程)：过程进行的相对缓慢，工质在平衡被破环后自动恢复平衡所需的时间很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就称为准平衡过程。它是无限接近于平衡状态的过程。 16. 可逆过程：完成某一过程后，工质沿相同的路径逆行回复到原来的状态，并使相互作用所涉及的外界亦回复到原来的状态，而不留下任何改变。可逆过程=准平衡过程+没有耗散效应（因摩擦机械能转变成热的现象）。 17. 准平衡与可逆区别：准平衡过程只着眼工质内部平衡;可逆过程是分析工质与外界作用产生的总效果，不仅要求工质内部平衡，还要求工质与外界作用可以无条件逆复。 18. 功：功是热力系统通过边界而传递的能量，且其全部效果可表现为举起重物。 19. 热量：热力系统与外界之间仅仅由于温度不同而通过边界传递的能量。 20. 两者不同：功是有规则的宏观运动的能量传递，在做功的过程中往往伴随着能量形态的转化。热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量传递，传递过程中不出现能量形态的转化。功转变成热量是无条件的而热量转变成功是有条件的。 21. 正向循环（热动力循环）：热能转化成机械能的循环叫做正循环，它使外界得到功Wnet 。 22. 逆向循环：工质在循环中消耗机械能（或其他能量）把热量从低温热源传给高温热源的过程称为逆循环，消耗外功。 23. 第二章 热力学第一定律 24. 热力学第一定律：自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造，也不可能被消灭，但可以从一种形态转变为另一种形态，在能量的转换过程中能量的总量保持不变。（热力学第一定律就是能量守恒和转换定律在热现象中的体现）。内能的改变方式有两个：做功和热传递 ΔU = W + Q 。 25. 第一类永动机：不消耗能量便可以永远对外做功的动力机械。 26. 热力学能（内能）：分子间的不规则运动的内动能，分子间的相互作用的内位能，维持分子结构的化学能，原子核内部的原子能，电磁场作用下的电磁能等一起构成热力学能。 27. 总能（总存储能）：内能（热力学能），外能（宏观运动动能及位能）的总和称总能。 28. 推动功：工质在开口系统中流动而传递的功称为推动功mpv 。 29. 流动功：系统为维持工质流动所需的功称为流动功(推动功差p2V2-p1V1）。 30. 技术功：机械能可以全部转变为技术上可以利用的功，称为技术功（技术上可资利用的功）。 31. 体积功：工质因体积的变化与外界交换的功。 32. 焓：在热力设备中，工质总是不断的从一处流到另一处，随着工质的移动而转移的能量，即热力学能和推动功之和u+pv 。 33. 稳定流动过程：流动过程中，开口系统内部及其边界上各点工质的热力参数及运动参数都不随时间而变，则这种流动过程称为稳定流动过程。反之，则为不稳定流动过程或瞬变流动过程。 34. 节流：工质流过阀门等设备时，流动界面突然收缩，压力下降，这种现象称为节流。 35. 第三章 气体和蒸汽的性质 36. 标准大气压：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760毫米高水银柱产生的压强叫做标准大气压。 37. 理想气体：1.分子间是弹性的、不具有体积的质点；2.分子间相互没有作用力。 38. 摩尔气体常数：R=MRg=8.314 5 J/(mol ·K)，与气体种类状态都无关。Rg 与气体种类有关，状态无关。Rg 物理意义是1 kg 某种理想气体定压升高1 K 对外作的功。 39. 定压比热容Cp ：压力不变的条件下，1kg 物质在温度升高1K 所需的热量称为定压比热容。 40. 定容比热容Cv ：体积不变的条件下，1kg 物质在温度升高1K 所需的热量称为定容比热容。Cp- Cv=Rg 气体常数。Cp/Cv=γ比热容比。 41. 湿饱和蒸汽：水蒸气和水的混合物称为湿饱和蒸汽。 42. 干饱和蒸汽：即饱和蒸汽，水全部变成蒸汽，这个时候的蒸汽称为干饱和蒸汽 43. 过热蒸汽：对饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度升高，比体积增大，此时的蒸汽称为过热蒸汽。 44. 饱和状态：当汽化速度=液化速度时，系统处于动态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相对数量。 45. 饱和温度：处于饱和状态的汽、液的温度相同称为饱和温度。 46. 饱和压力：处于饱和状态的蒸汽的压力称为饱和压力。 47. 过冷水：水温低于饱和温度时称为过冷水或未饱和水。 48. 过热度：温度超过饱和温度之值称为过热度 49. 汽化潜热：1kg 质量的某种液相物质在汽化过程中所吸收的热量。简称汽化潜热（液体蒸发吸收的热量）。 50. 第四章 气体与蒸汽的基本热力 51. 第五章 热力学第二定律 52. 热力学第二定律（克劳修斯说法）：热不可能自发的、不付代价的从低温物体传至高温物体。 53. 热力学第二定律（开尔文说法）：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。 54. 造成过程不可逆的两大因素：1、耗散效应。2、有限势差作用下的非准平衡变化。 55. 卡诺循环：工作于温度分别为1T 和2T 的两个热源之间的正向循环，由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。 56. 概况性卡诺循环：双热源间的极限回热循环称为概括性卡诺循环。 57. 回热：用工质原本排出的热量加热工质本身的方法。