Идеального газа. Как уже отмечалось, законы идеальных газов справедливы для реальных газов только при низких давлениях

Как уже отмечалось, законы идеальных газов справедливы для реальных газов только при низких давлениях. Но в городских системах газоснабжения, хотя и редко, но приходится иметь дело и с более высокими давлениями, чем 0,5 МПа. Высокие давления, прежде всего, могут быть в транзитных магистральных газопроводах и в газгольдерах. Поэтому необходимо знать, как ведут себя газы при высоких давлениях. Так, водород при увеличении давления сжимается меньше, чем это предусмотрено законом Бойля – Мариотта. В то же время природный газ (табл. 1.1) при давлении до 35 МПа сжимается больше, чем реальный газ. На поведение газов оказывает влияние также и температура.

При расчете для реальных газов в уравнение состояния вводится эмпирический поправочный коэффициент Z (коэффициент сжимаемости), и уравнение имеет следующий вид:

PV= ZRT, (1.9)

где Z – безразмерная величина, выражающая отклонение ре­альных газов от идеального.

Величина Z меньше единицы для давлений примерно до 35 МПа (при обычных температурах). Это значит, что реальные газы сжимаются сильнее, чем полагается по закону для идеального газа. Каждый реальный газ имеет свое значение коэффициента сжимаемости.

Коэффициент сжимаемости реального газа зависит от его температуры, избыточного давления, плотности и объемных долей в газовой смеси СО₂ и N₂ и приведен в прил...

Особенно велико отклонение от законов идеального газа для тяжелых углеводородов (этилен, этан, пропан, бутан, пропилен, бутилен) при низких температурах.

Большинство объектов систем газоснабжения работает под давлением 0,5 МПа и выше со значительным влиянием коэффициента сжимаемости Z на производительность. Поэтому наиболее корректно считать расчеты газопроводов газодинамическими, а не гидравлическими.

Важнейшим отличием реальных газов от идеального является способность переходить в жидкое состояние при определенных, называемых критическими, величинах температуры и давления. Так например, для метана СН₄ критические параметры следующие: t_кр= -83,5ºС, Р_кр=4,48 МПа.