燃气输配

干、湿燃气容积成分按下式换算：
式中:
yiw kyi
y
w i
——湿燃气容积成分(％)
y i ——干燃气容积成分(％)
k——换算系数，k
0.833 0.833d
例: 已知干燃气的容积成分为甲烷27%，一氧化碳6%，氢气
56%，二氧化碳3%，氧气1%，氮气5%，CmHn(按丙烯)2%。求混
合气体平均分子量、平均密度和相对密度。若含湿量为0.002
《燃气输配》
《Gas transmission & distribution》
第二节 燃气的基本性质
一、混合气体及混合液体的平均分子量、平均密度和相对密度
➢ 混合气体的平均分子量可按下式计算：
1
M=
100
（y1M1+y2M2+……+ynMn）
Pi P
yi xi
ki
式中： k i ——相平衡常数； P——混合液体的蒸气压； Pi ——混合液体任一组分饱和蒸气压；
y i——该组分在气相中的分子成分(等于容积成分)
x —i —该组分在液相中的分子成分。
相平衡常数表示在一定温度下，一定组成的气液平衡 系统中，某一组分在该温度下的饱和蒸气压与混合液体蒸 气压的比值是一个常数。并且，在一定温度和压力下，气 液两相达到平衡状态时，气相中某一组分的分子成分与其 液相中的分子成分的比值，同样是一个常数。
混合液体的蒸气压
根据道尔顿定律、拉乌尔定律：
PP i xiP i
式中： P ——混合液体的蒸气压（Pa） P i ——混合液体任一组分的蒸气分压（Pa）表1-5
x i ——混合液体中该组分的分子成分（％）
Pi ——该纯组分在同温度下的蒸气压（Pa）
相平衡常数 概念：
Pi xiPi
Pi yiP
例: 有一内径为900mm、长为115km的天然气管道。当天
然气的平均压力为3.04MPa、温度为278K，求管道中的 天然气在标准状态下(101325Pa、273.15K)的体积。已 知天然气的容积成分为甲烷97.5％，乙烷0.2％，丙烷 0.2％，氮气1.6％，二氧化碳0.5％。
三、粘度
混合气体的动力粘度可以近似地按下式计算：
➢ 混合气体平均密度和相对密度按下式计算：
M VM
M
S=
1.293 1.29V3M
式中: ρ——混合气体平均密度(kg／m3)
V M ——混合气体平均摩尔容积(m3／kmol) S——混合气体相对密度(空气为1)
1.293——标准状态下空气的密度(kg／m3)
注: 对于由双原子气体和甲烷组成的混合气体，标准 状态下的VM可取22.4m3／kmol，而对于由其他碳氢化 合物组成的混合气体，则取22m3／kmol。
气体的临界温度越高，越易液化。气体温度比临 界温度越低，则液化所需压力越小。
混合气体的平均临界压力和温度计算 公式
1
Pm.c 100y1pc1y2pc2 ......ynpcn
Tm.c 1100y1Tc1y2Tc2 ......ynTcn
实际气体状态方程:
Pν=ZRT
式中: P——气体的绝对压力(Pa) ν——气体的比容(m3／kg) Z——压缩因子 R——气体常数[J／(kg·K)] T——气体的热力学温度(K)
式中: M——混合气体平均分子量
y1、y2……yn——各单一气体容积成分(％)
M1、M2……Mn——各单一气体分子量 ➢ 混合液体的平均分子量可按下式计算：
M=
1 100
（x1M1+x2M2+……+xnMn）
式中: M——混合液体平均分子量
x1、x2……xn ——各单一液体分子成分(％) M1、M2……Mn——各单一液体分子量
混合液体的动力粘度可以近似地按下式计算：
1x1 x2 xn
1 2
n
式中:
x x 1 、 2 …… x n ——各组分的分子成分（％）；
1 、 2 …… n ——各组分的动力粘度（Pa•s）；
——混合液体的动力粘度（Pa•s）。
混合气体和混合液体的运动粘度为：
式中：
——混合气体或混合液体的运动粘度(m2／s)
kg／Nm3干燃气，求湿燃气的容积成分及其平均密度。
二、临界参数及实际气体状态方程
临界参数定义: 温度不超过某一数值，对气体进行加压，
可以使气体液化，而在该温度以上，无论加多大压力都不 能使气体液化，这个温度就叫该气体的临界温度。在临界 温度下，使气体液化所必须的压力叫做临界压力。
几种气体的液态-气态平衡曲线
——相应的动力粘度(Pa·s) ——混合气体或混合液体的密度(kg／m3)
例1-5
四、饱和蒸气压及相平衡常数 饱和蒸气压概念：
液态烃的饱和蒸气压，简称蒸气压，就是在一定 温度下密闭容器中的液体及其蒸气处于动态平衡时蒸 气所表示的绝对压力。
注：蒸气压与密闭容器的大小及液量无关，仅取决 于温度。温度升高时，蒸气压增大。
pv Z p0v0
T
T0
pV Z p0V0
T
T0
当Pr ＜1， Tr=0.6～1.0
当Pr ＜5.6， Tr=1.0～2.0
气体的压缩因子Z与对比温度Tr、对比压力Pr的关系
所谓对比温度Tr，就是工作温度T与临界温度Tc的比值，而对 比压力Pr，就是工作压力P与临界压力Pc的比值。此处温度为热 力学温度，压力为绝对压力。
➢ 混合气体平均密度还可按下式计算：
110 (y1 01y22....yn ..n)
➢ 燃气通常含有水蒸气，则湿燃气密度可按下式计算：
式中 :
w(d) 0.833
0.833d
w——湿燃气密度(kg／m3)
——干燃气密度(kg／m3)
d——水蒸气含量(kg／m3干燃气) 0.833——水蒸气密度(kg／m3)
g1 g2 gn
g1 g2 gn
1 2
n
式中: ——混合气体在0℃时的动力粘度（Pa•s）
、
g 1 g 2 g—n —各组分的质量成分（％）
1 2 —n —相应各组分在0℃时的动力粘度（Pa•s）
t(℃)时混合气体的动力粘度按下式计算：
3
t
273C
T
2
TC 273
式中Leabharlann t ——t(℃)时混合气体的动力粘度(Pa·s)；
T——混合气体的热力学温度(K)；
C——混合气体的无因次实验系数，可用混合法则求得。
单一气体的C值可以查表得到。
如图1-5液态碳氢化合物的动力粘度随分子 量的增加而增大，随温度的上升而急剧减小。 气态碳氢化合物的动力粘度则正相反，分子量 越大，动力粘度越小，温度越上升，动力粘度 越增大，这对于一般的气体都适用。