本发明专利技术涉及流体计量技术领域，具体涉及一种高精度天然气压缩因子快速计算方法，包括：步骤1)输入温度、绝对压力和各组分摩尔分数；步骤2)计算状态方程的第二维里系数和温度组成函数系数；步骤3)将更新后的状态方程与摩尔密度表达式联立，设置摩尔密度为初始值；步骤4)将摩尔密度代入状态方程和摩尔密度表达式，求解使得状态方程和摩尔密度表达式均成立的压力值；步骤5)按步长修改摩尔密度的值，直到计算压力值与输入的绝对压力相差小于预设阈值；步骤6)使用步骤5)得到的摩尔密度代入状态方程求解获得压缩因子。本发明专利技术的有益技术效果为：该方法节省了存储空间，同时提高了压缩因子计算的精度。子计算的精度。子计算的精度。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度天然气压缩因子快速计算方法
[0001]本专利技术涉及流体计量
，具体涉及一种高精度天然气压缩因子快速计算方法。
技术介绍
[0002]现行各燃气表公司的超声波气体流量计均采用查表法得到天然气压缩因子。查表法是将影响天然气压缩因子的各个因素的值进行一定精度的穷举组合，预先计算每个组合的天然气压缩因子。查表法不仅需要消耗较多的存储空间，且通过查表法获得的压缩因子的精度不高。天然气压缩因子的计算在天然气计量表的嵌入式系统完成，不仅存储空间有限，存储设备的查找效率也较低。而传统的压缩因子计算方法需要非常多的计算步骤，计算效率低下。为此有必要研究计算耗时短同时精度高的压缩因子计算技术。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题：目前缺乏兼顾计算精度和计算效率的天然气压缩因子计算方法的技术问题。提出了一种高精度天然气压缩因子快速计算方法，能够快速完成压缩因子的计算且计算精度高。
[0004]解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种高精度天然气压缩因子快速计算方法，包括：
[0005]步骤1)输入温度T、绝对压力p和天然气各组分的摩尔分数x
i
；
[0006]步骤2)计算状态方程的系数B和压缩因子Z的状态方程为压缩因子Z的状态方程为其中，B为第二维里系数，ρ
m
为摩尔密度，ρ
r
为对比密度，ρ
r
＝K3ρ
m
，K为天然气混合物体积参数，b
n
、c
n
及k
n
为预设常数，为温度组成函数的系数；
[0007]步骤3)将更新后的状态方程与摩尔密度表达式联立，摩尔密度表达式为ρ
m
＝p/(ZRT)，ρ
m
为摩尔密度，设置摩尔密度ρ
m
为初始值；
[0008]步骤4)将摩尔密度ρ
m
代入状态方程和摩尔密度表达式，求解使得状态方程和摩尔密度表达式均成立的压力值p
′
；
[0009]步骤5)若压力值p
′
与输入的绝对压力p相差不小于预设阈值，则按步长修改摩尔密度ρ
m
的值，重新执行步骤4)，直到压力值p
′
与输入的绝对压力p相差小于预设阈值；
[0010]步骤6)使用步骤5)得到的摩尔密度ρ
m
代入状态方程求解获得压缩因子Z。
[0011]作为优选，计算状态方程的系数B的计算式为：
[0012][0013]其中，a
n
及u
n
为常数，K
i
和K
j
分别为天然气组分i和j的体积参数，E
ij
为第二维利系
数的二元能量参数，为混合交互作用系数，N为天然气组分种类数量；
[0014]计算状态方程的系数的计算式为：
[0015][0016]其中，a
n
、u
n
、g
n
、q
n
及f
n
均为常数，U、G、Q及F为混合物参数；
[0017]执行步骤1)之前，构建变量B2，令预先计算变量B2、U、G、Q、F及K的值，记为一类变量，并存储在天然气计量表中；
[0018]在步骤2)中，计算状态方程的系数B和时，将温度T、天然气组分及一类变量的值代入系数B和的计算式中，获得状态方程的系数B和的值。
[0019]作为优选，变量B2表达式中的计算方法为：的计算方法为：其中，s
n
和w
n
均为常数，G
ij
为二元定位参数，Q
i，i∈[1，N]为天然气组分i的四级参数，F
i，i∈[1，N]为天然气组分i的高温参数，S
i，i∈[1，N]天然气组分i的偶极参数，W
i，i∈[1，N]为天然气组分i的组合参数，
[0020]二元能量参数其中为第二维利系数的二元能量交互作用参数，E
i，i∈[1，N]为天然气组分i的特征能量参数；
[0021]二元定位参数其中，为二元定位交互作用参数，G
i，i∈[1，N]为天然气组分i的定位参数。
[0022]作为优选，混合物参数U的计算方法为：
[0023][0024]其中，E
i，i∈[1，N]为天然气组分i的特征能量参数，U
ij
为天然气混合物二元能量交互作用参数。
[0025]作为优选，混合物参数G的计算方法为：
[0026][0027]作为优选，混合物参数Q的计算方法为：
[0028][0029]其中，Q
i，i∈[1，N]为天然气组分i的四级参数。
[0030]作为优选，混合物参数F的计算方法为：
[0031][0032]其中，F
i，i∈[1，N]为天然气组分i的高温参数。
[0033]作为优选，为天然气混合物体积参数K的计算方法为：
[0034]本专利技术的有益技术效果为：该方法与传统查表法相比节省了存储空间，同时当天然气组分发生变化时更新各气体组分摩尔分数比查表法更加简便，只需要通过服务器向流量计远传数据更新气体组分数据就可以实现，不像查表法需要重新更新记录不同温度和压力下的压缩因子表格数据；通过改进的算法使计算压缩因子耗时显著缩短，且提高了压缩因子的计算精度。
[0035]本专利技术的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
附图说明
[0036]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：
[0037]图1为本专利技术实施例的压缩因子快速计算方法流程示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合本专利技术实施例的附图对本专利技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0039]在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0040]实施例：
[0041]一种高精度天然气压缩因子快速计算方法，请参阅附图1，包括：
[0042]步骤1)输入温度T、绝对压力p和天然气各组分的摩尔分数x
i
。
[0043]步骤2)计算状态方程的系数B和压缩因子Z的状态方程为压缩因子Z的状态方程为其中，B为第二维里系数，ρ
m
为摩尔密度，ρ
r
为对比密度，ρ
r
＝K3ρ
m
，K为天然气混合物体积参数，b...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度天然气压缩因子快速计算方法，其特征在于，包括：步骤1)输入温度T、绝对压力p和天然气各组分的摩尔分数x
i
；步骤2)计算状态方程的系数B和压缩因子Z的状态方程为压缩因子Z的状态方程为其中，B为第二维里系数，ρ
m
为摩尔密度，ρ
r
为对比密度，ρ
r
＝K3ρ
m
，K为天然气混合物体积参数，b
n
、c
n
及k
n
为预设常数，为温度组成函数的系数；步骤3)将更新后的状态方程与摩尔密度表达式联立，摩尔密度表达式为ρ
m
＝p/(ZRT)，ρ
m
为摩尔密度，设置摩尔密度ρ
m
为初始值；步骤4)将摩尔密度ρ
m
代入状态方程和摩尔密度表达式，求解使得状态方程和摩尔密度表达式均成立的压力值p
′
；步骤5)若压力值p
′
与输入的绝对压力p相差不小于预设阈值，则按步长修改摩尔密度ρ
m
的值，重新执行步骤4)，直到压力值p
′
与输入的绝对压力p相差小于预设阈值；步骤6)使用步骤5)得到的摩尔密度ρ
m
代入状态方程求解获得压缩因子Z。2.根据权利要求1所述的一种高精度天然气压缩因子快速计算方法，其特征在于，计算状态方程的系数B的计算式为：其中，a
n
及u
n
为常数，K
i
和K
j
分别为天然气组分i和j的体积参数，E
ij
为第二维利系数的二元能量参数，为混合交互作用系数，N为天然气组分种类数量；计算状态方程的系数的计算式为：其中，a
n
、u
n
、g
n
、q
n
及f
n
均为常数，U、G、Q及F为混合物参数；执行步骤1)之前...
【专利技术属性】
技术研发人员：李季，章吉刚，吕章敏，
申请(专利权)人：浙江威星智能仪表股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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