TEST PROCEDURE FOR DETERMINATION OF COMPRESSIBILITY COEFFICIENT ON pure GASES AND AIR
Authors: Кутовой Д.Ю. , Ганиев Р.И. , Шустрова М.Л. , Явкин В.Б. , Миннегалиева Л.В. , Фафурин В.А. 
Published: January 2024

В настоящей статье приведены результаты апробации методики и экспериментального стенда, предназначенных для определения коэффициента сжимаемости природного газа при температурах ниже 250 К с неопределенностью результата измерения в пределах 0,04 %. Экспериментальные исследования проведены для температур в диапазоне от 223 до 273 К и давлений от 0,7 до 5 МПа. В качестве тестовых сред в рамках настоящего исследования были принят ряд газов, термодинамические свойства которых хорошо изучены в широком диапазоне температур и давлений. В перечень тестируемых сред в данной работе включены метан как основной компонент природного газа, а также азот, аргон и воздух. Отклонения полученных экспериментально значений коэффициента сжимаемости газов от данных, опубликованных в справочной литературе, для анализируемых сред находятся в пределах (-0,01 ± 0,07)%, (-0,02 ± 0,04)%, (0 ± 0,04)% и (0,025 ± 0,045)% соответственно. Анализ указанных отклонений позволяет заключить, что экспериментальные результаты демонстрируют удовлетворительное согласование со справочными сведениями. Таким образом, данные, полученные в результате апробации, подтверждают применимость анализируемой методики и экспериментального стенда для исследования коэффициентов сжимаемости различных газообразных сред, включая природный газ. Расширение базы справочных данных о термодинамических характеристиках газов в целом и природного газа в частности имеет высокое значение для широкого спектра научных и технических задач: при проведении термодинамических расчетов, проектировании технологического оборудования, при решении задач метрологии измерения расхода газовых сред и пр.

The article presents the results of testing the procedure and experimental bench designed to determine the compressibility coefficient of natural gas at temperatures below 250 K with an uncertainty of the measurement result within 0.04%. Experimental studies were carried out for temperatures in the range from 223 to 273 K and pressures from 0.7 to 5 MPa. For testing, gases were used, the thermodynamic properties of which are well studied over a wide range of temperatures and pressures. The list of test media in this paper includes methane as the main component of natural gas. Experiments were also carried out on nitrogen, argon and air. The deviations of the obtained results of the compressibility factor of gases from the data published in the reference literature for the analyzed media are in the range of (-0.01 ± 0.07)%, (-0.02 ± 0.04)%, (0 ± 0.04)% and (0.025 ± 0.045)%, respectively. The experimental results demonstrate satisfactory agreement with the reference information. Thus, the data obtained as a result of testing confirm the applicability of the analyzed method and the experimental bench for studying the compressibility coefficients of various gases including natural gas. The expansion of the reference database on the thermodynamic characteristics of gases in general and natural gas in particular is of high importance for a wide range of scientific and technical tasks, in particular, in the field of metrology of flow metering, design of technological equipment, thermodyne calculations, etc.