📖 Dranchuk-Abu-Kassem方法
DAK方法 是1975年由 Dranchuk 和 Abu-Kassem 提出的天然气压缩因子Z半经验关联式,基于对比状态原理,通过牛顿迭代求解对比密度,进而获得高精度压缩因子Z。本工具使用方法:输入拟对比压力和拟对比温度,即可输出压缩因子;再输入拟临界压力,即可得拟压缩系数 \(C_{pr}\) 和真实压缩系数 \(C_g\)。
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📊 计算结果
压缩因子 Z
对比密度 ρpr
压缩系数 Cg (1/MPa)
拟对比压缩系数 Cpr
⚙️ 牛顿迭代过程明细
ρ残差F导数F'ΔρρZ值详细计算式
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收敛精度 |F|<1×10⁻¹²
📐 核心公式
🔢 DAK 固定系数
A₁=0.3265A₂=-1.0700A₃=-0.5339A₄=0.01569A₅=-0.05165A₆=0.5475A₇=-0.7361A₈=0.1844A₉=0.1056A₁₀=0.6134A₁₁=0.7210
🔹 压缩因子 Z 表达式\[ Z = 1 + \left(A_1 + \frac{A_2}{T_{pr}} + \frac{A_3}{T_{pr}^3} + \frac{A_4}{T_{pr}^4} + \frac{A_5}{T_{pr}^5}\right)\rho_{pr} + \left(A_6 + \frac{A_7}{T_{pr}} + \frac{A_8}{T_{pr}^2}\right)\rho_{pr}^2 - A_9\left(\frac{A_7}{T_{pr}} + \frac{A_8}{T_{pr}^2}\right)\rho_{pr}^5 + A_{10}\left(1 + A_{11}\rho_{pr}^2\right)\frac{\rho_{pr}^2}{T_{pr}^3}e^{-A_{11}\rho_{pr}^2} \]
🔹 残差与导数\[ F(\rho_{pr}) = \rho_{pr} - 0.27\frac{p_{pr}}{T_{pr}} + \big(A_1+...\big)\rho_{pr}^2 + \big(A_6+...\big)\rho_{pr}^3 - A_9\big(...\big)\rho_{pr}^6 + \frac{A_{10}}{T_{pr}^3}\rho_{pr}^3(1+A_{11}\rho_{pr}^2)e^{-A_{11}\rho_{pr}^2} \]\[ F'(\rho_{pr}) = 1 + 2\rho_{pr}\big(A_1+...\big) + 3\rho_{pr}^2\big(A_6+...\big) - 6\rho_{pr}^5 A_9\big(...\big) + \frac{A_{10}}{T_{pr}^3}e^{-A_{11}\rho_{pr}^2}\left[3\rho_{pr}^2 + A_{11}(3\rho_{pr}^4 - 2A_{11}\rho_{pr}^6)\right] \]
🔹 压缩系数精确公式
拟对比密度 \(\rho_R = \dfrac{0.27 p_{pr}}{Z T_{pr}}\)
由复合函数求导: \(\displaystyle \frac{\partial Z}{\partial p_{pr}} = \frac{\partial Z}{\partial \rho_R} \frac{\partial \rho_R}{\partial p_{pr}}\),经过代换得到最终表达式:
\[ C_{pr} = \frac{1}{p_{pr}} - \frac{0.27}{Z^3 T_{pr}} \left[ \frac{ \frac{\partial Z}{\partial \rho_R} }{ 1 + (\rho_R / Z) \frac{\partial Z}{\partial \rho_R} } \right] \] 真实压缩系数: \(C_g = \dfrac{C_{pr}}{p_{pc}}\) (单位 1/MPa)
※ 拟临界压力 \(p_{pc}\) 为可选参数,若不填则仅显示压缩因子Z和对比密度,压缩系数暂不计算。