천연가스 유량 측정에서 헬름홀츠 자유에너지를 이용한 임계유동함수 계산

Abstract

본 연구에서는 천연가스 유량 측정에서 2차 표준으로 사용되는 소닉노즐 뱅크 12개 노즐 패키지로 구성 의 임계유동함수 계산 시간을 1초 이하로 단축하고자 하였다. 이를 위해 AGA 8-dc 상태방정식을 적용한 헬름홀츠 자유에너지를 유도하고 이로부터 적분 항이 없는 열역학 상태량 식을 도출하여 CFF 계산에 적용하였다. 그 결과 CFF 계산 시간이 기존 6.7초/12개에서 0.6초/12개로 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었고 이 계산 시간은 가스 성분 수와 거의 무관함도 알 수 있었다. 또한 본 계산 결과의 정확도를 확인하기 위해 기존 CFF 국제비교연구의 결과와 비교한 결과 차이가 없음도 확인하였다.