工程设计与计算专题：案例二：天然气孔板设计（DN150）

案例二：天然气孔板设计（DN150）

天然气高压下须计入压缩因子 Z，本算例演示 Z 的求取与密度计算。

• 工况：D=150 mm，p=4.0 MPa(a)，t=20 ℃，标方流量 20000 Nm³/h（≈ 3.98 kg/s）
• 天然气相对密度 SG ≈ 0.60，M ≈ 17.4 kg/kmol
• 由 DAK 状态方程求 Z ≈ 0.916
• ρ₁ = p·M/(Z·R_u·T) ≈ 31.2 kg/m³
• 取 Δp_max=25 kPa，法兰取压
• 迭代求解：C ≈ 0.6033，ε ≈ 0.9982
• 解得 β ≈ 0.536，d ≈ 80.4 mm
• 须配在线色谱与温压补偿，贸易计量应接入 AGA8

ρ = p·M / (Z·R_u·T)
  = 4.0e6 × 17.4 / (0.916 × 8314.46 × 293.15)
  ≈ 31.2 kg/m³

拟临界参数（Standing）：
  p_pc = 709.604 − 58.718·SG ≈ 674.4 psia
  T_pc = 169.2 + 349.5·SG − 74·SG² ≈ 352.3 °R
  p_pr ≈ 0.860，T_pr ≈ 1.498  →  Z ≈ 0.916