Zakres
W niniejszej części ISO 20765 określono metodę obliczania właściwości objętościowych i kalorycznych gazów ziemnych, wytwarzanych paliw gazowych i podobnych mieszanin w warunkach, w których mieszanina może występować albo w jednorodnym (jednofazowym) stanie gazowym, jednorodnym stanie ciekłym, albo w jednorodnym stanie nadkrytycznym (gęsty płyn).
UWAGA 1 Chociaż niniejszy dokument stosuje się głównie do gazów ziemnych, wytwarzanych paliw gazowych i podobnych mieszanin, prezentowana metoda ma również zastosowanie z dużą dokładnością (tj. w zakresie niepewności eksperymentalnej) do każdego (czystego) składnika gazu ziemnego i do wielu mieszanin dwu- i wieloskładnikowych powiązanych lub niepowiązanych z gazem ziemnym.
Dla mieszanin w fazie gazowej w przypadku zarówno właściwości objętościowych (współczynnika ściśliwości i gęstości), jak i właściwości kalorycznych (na przykład entalpii, pojemności cieplnej, współczynnika Joule’a-Thomsona i prędkości dźwięku) dokładność metody jest co najmniej równa dokładności metody opisanej w Części 1 niniejszej Normy Międzynarodowej w pełnym zakresie ciśnienia p, temperatury T i składu, do którego ma zastosowanie Część 1. W pewnych obszarach sprawność jej jest zdecydowanie korzystniejsza; na przykład w zakresie temperatury od 250 K do 275 K (od -10 °F do 35 °F). Metoda opisana tutaj zachowuje niepewność wynoszącą ≤ 0,1 % dla właściwości objętościowych i generalnie w granicach 0,1 % dla prędkości dźwięku. Opisuje ona dokładnie właściwości objętościowe i kaloryczne jednorodnych gazów, cieczy i płynów w stanie nadkrytycznym, jak również gazów, cieczy i płynów znajdujących się w równowadze para-ciecz. Z tego względu jej struktura jest bardziej złożona niż w Części 1.
UWAGA 2 Wszystkie niepewności w niniejszym dokumencie są niepewnościami rozszerzonymi podanymi dla poziomu ufności 95 % (współczynnik pokrycia k = 2).
Metoda opisana tutaj ma również zastosowanie bez zwiększania niepewności do szerszych zakresów temperatury, ciśnienia i składu, do których nie ma zastosowania metoda z Części 1. Przykładowo ma ona zastosowanie do gazów ziemnych o niższej zawartości metanu (do ułamka molowego 0,30), wyższych zawartości azotu (do ułamka molowego 0,55), dwutlenku węgla (do ułamka molowego 0,30), etanu (do ułamka molowego 0,25), i propanu (do ułamka molowego 0,14) oraz do gazów ziemnych bogatych w wodór. Praktycznym wykorzystaniem jest obliczanie właściwości mieszanin o dużym stężeniu CO2 występujących w zastosowaniach związanych z sekwestracją dwutlenku węgla.
Model mieszaniny przedstawiony tutaj jest z założenia ważny w całym obszarze płynu. W obszarach cieczy i gęstego płynu niewystarczająca ilość danych testowych o wysokiej jakości na ogół nie pozwala na definitywne określenie niepewności dla wszystkich rodzajów wieloskładnikowych mieszanin gazu ziemnego. Dla gęstości cieczy nasyconych płynów typu LNG, w zakresie temperatur od 100 K do 140 K (od -280 °F do -208 °F), niepewność wynosi ≤(0,1 – 0,3) % i jest zgodna z oszacowaną niepewnością eksperymentalną dla dostępnych danych testowych. Model reprezentuje dane eksperymentalne dla gęstości sprężonych cieczy różnych mieszanin dwuskładnikowych w zakresie ± (0,1 – 0,2) % przy ciśnieniach aż do 40 MPa (5 800 psia), co jest również zgodne z oszacowaną niepewnością eksperymentalną. Z uwagi na dużą dokładność równań opracowanych dla podukładów dwuskładnikowych w modelu mieszaniny można przewidywać właściwości termodynamiczne dla obszarów cieczy i gęstego płynu z najlepszą obecnie możliwą niepewnością dotyczącą wieloskładnikowych gazów ziemnych.
