Abstract
In this study, the uncertainties in the critical flow functions (CFFs) calculated by the AGA8-dc equation of state were estimated. To this end, the formulas for enthalpy, entropy, and speed of sound, which are used in calculating the CFF, were expressed in the form of dimensionless Helmholtz free energy and its derivatives, and the uncertainty in Helmholtz free energy was inferred. To consider the variations in the compressibility-dependent variables induced by the variation (i.e., uncertainty) in compressibility, the form of the AGA8-dc equation was modified to have a deviation equal to the uncertainty under each flow condition. For each independent uncertainty component of the CFF, a model for uncertainty contribution was developed. All these changes were applied to GASSOLVER, which is KOGAS's thermodynamic database. As a result, the uncertainties in the CFF were estimated to be 0.025, 0.055, and 0.112 % at 10, 50, and 100 bar, respectively, and are seen to increase with the increase in pressure. Furthermore, these results could explain the deviations in the CFFs across the different labs in which the CFF international comparison test was conducted under the ISO management in 1999.
본 연구에서는 천연가스 유량 측정에 사용되는 임계유동함수(CFF)를 AGA8-dc 상태방정식으로 계산할 때 CFF 계산값의 불확도를 평가하였다. CFF 계산에 사용되는 엔탈피, 엔트로피, 음속 식은 불확도 분석이 가능하도록 무차원 헬름홀츠 자유에너지(Helmholtz free energy, HFE)와 이의 편도함수로 표현하였고, HFE의 불확도를 추정하였다. 압축인자의 불확도에 의해 유발되는 종속 변수의 불확도를 반영하기 위해 AGA8-dc 압축인자 식을 해당 불확도만큼 편차가 생기는 형태로 변형하였고, 각 불확도 요인별로 불확도 기여도 평가 모델을 만들었으며, 이를 CFF 계산 프로그램에 적용하였다. 그 결과 CFF의 불확도는 압력 10, 50, 100 bar 에서 각각 0.025, 0.055, 0.112 % 정도로 평가 되었고 압력에 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 또한 본 결과를 기존 CFF 국제비교시험결과(1999년)에 적용한 결과 각 기관별 CFF 값의 차이를 적절히 설명하는 것도 알 수 있었다.
