[科普中国]-虚拟临界参数

定义

燃气是混合气体，其临界参数随组分的变化而变化，没有恒定的临界参数值，对不同组成的燃气一般需要通过试验的方法才能比较准确地测定。工程上广泛采用Kay提出的虚拟临界参数（也称拟临界参数）法来计算混合气体的临界参数。所谓虚拟临界参数法是将混合物视为假想的纯物质，从而可将纯物质的对比态计算方法应用到混合物上。1用纯组分的临界常数来计算混合气的虚拟临界常数时，有各种近似规则。2

混合规则对于理想气体的混合物，其压力和体积与组成的关系分别表示成Dalton分压定律和Amagat分体积定律。但对于真实气体，由于气体纯组分的非理想性及混合引起的非理想性，使得分压定律和分体积定律无法准确地描述真实气体混合物的P-V-T关系。3

研究真实气体混合物关系思路（1）状态方程是针对纯物质提出的；

（2）只要把混合物看成一个虚拟的纯物质，算出虚拟的特征参数，并将其代入纯物质的状态方程中，就可以计算混合物性质了；

（3）计算混合物虚拟特征参数的方法是计算混合物性质中最关键的一步，该方法被称为混合规则；

（4）广泛采用的混合规则是将虚拟特征参数表示成组成y以及纯物质参数项的函数。

借助于混合规则，纯气体的关系式便可推广到气体混合物。3

混合规则研究的重要性混合规则的研究在化工热力学研究中具有相当高的地位，原因是：若混合规则能准确描述混合物p-V-T-y之间的关系，实际上也就解决了混合物的相平衡问题，它是化工生产中最为关键的一环一混合物分离的关键。混合规则的不断发展，使得状态方程可以在高度非极性体系中使用，而且计算精度和使用范围在逐渐提高。3

使用标准对于不同的状态方程，应采用不同的混合规则。因此寻找适当的混合规则是关键，混合规则尚难完全从理论上得到，绝大部分还停留在经验式。较常见的是虚拟临界参数法和气体混合物的第二Virial系数和立方型状态方程等。3

计算规则已知燃气容积成分已知燃气容积成分时，燃气的虚拟临界压力和虚拟临界温度的计算公式为：

其中：

（1） 表示混合气体的虚拟临界压力和虚拟临界温度；

（2） 表示混合气体各组分的临界压力；

（3） 表示混合气体各组分的临界温度；

（4） 表示混合气体各组分的容积成分。1

已知燃气相对密度已知燃气的相对密度时，燃气的虚拟临界压力和虚拟临界温度的计算公式为：1

1.对于天然气。

（1）当S≥0.7时，有；

（2）当S