Приложение F (справочное). Подпрограмма SGERG.FOR на языке FORTRAN

Приложение F
(справочное)

Подпрограмма SGERG.FOR на языке FORTRAN

Комментарий к программе.
Вириальное уравнение состояния GERG-88.
Подпрограмма SGERG

SGERG рассчитывает фактор сжимаемости природного газа с использованием неполного компонентного состава газа.

Легальные копии этой программы могут быть получены у членов рабочей группы GERG по определению фактора сжимаемости природного газа в той версии, которая представлена в Технической монографии ТМ 5 (GERG,1991).

Расчеты основаны на следующих исходных данных:

Допустимые интервалы:
- 1 - Х3: молярная доля СО2	от 0,0 до 0,3;
- 2 - HS: теплота сгорания *	от 20 до 48;
- 3 - RM: относительная плотность*	от 0,55 до 0,9;
- 4 - Х5: молярная доля	от 0,0 до 0,1.
Далее вводят входные переменные:
р - давление, бар;	от 0 до 120;
Т - температура, °С	от -23 до +65.
В программе рассчитывают Х2 - молярную долю азота и выводят ее на печать.
Результаты вычислений:
Z - фактор сжимаемости;
D - молярная плотность, .

СИНТАКСИС: CALL SGERG (X2, Х3, HS, RM, X5, Р, ТС, Z, D).

Значения коэффициентов, используемых в этой программе, соответствуют значениям, приведенным в подпрограмме GAS682 от 20 июля 1988 г., приложенной в сообщении 8807 Лаборатории Ван-дер-Ваальса, Амстердам.

J.P.J. Michels, J.A. Schouten,

August 16, 1991

Значения газовой постоянной, молярных масс, значения теплоты сгорания и плотности воздуха соответствуют приведенным в ГОСТ 31369.

С

ССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССССС

С

    SUBROUTINE SGERG(X2,X3,HS,RM,X5,P,TC,Z,D)

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,O-Z)

    IF(P.LT.0.0.OR.P.GT.120.0) STOP ' PRESSURE OUT OF RANGE'

    IF(TC.LT.-23.0.OR.TC.GT.65.0) STOP ' TEMPERATURE OUT OF RANGE'

    CALLS GERG1(P,TC,X2,X3,X5,HS,RM,Z,D)

    RETURN

    END

C   *********************************************************************

    SUBROUTINE SGERG1(P,TC,Q2,Q3,Q5,QM,RM,Z,D)

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,O-Z)

    COMMON/RBLOK/AMOL,HS

    COMMON/XBLOK/X1,X2,X3,X11,X12,X13,X22,X23,X33

   >            ,X5,X7,X15,X17,X25,X55,X77

    COMMON/MBLOK/GM1R0,GM1R1,GM2,GM3,GM5,GM7,FA,FB,RL,T0,H5,H7,R

    HS=QM

    X3=Q3

    X5=Q5

С    IF(RM.LT.0.55.OR.RM.GT.0.90) STOP 'REL MASS OUT OF RANGE'

С    IF(X3.LT.0.0.OR.X3.GT.0.30) STOP 'CО2 OUT OF RANGE'

С    IF(HS.LT.20.0.OR.HS.GT.48.0) STOP 'CALOR. VALUE OUT OF RANGE'

    IF((0.55+0.97*X3-0.45*X5).GT.RM)STOP 'CONFLICTING INPUT'

    SM=RM*RL

    X7=X5*0.0964D0

    X33=X3*X3

    X55=X5*X5

    X77=X7*X7

    BEFF=-0.065D0

    H=1000.0D0

    AMOL=1.0D0/(FA+BEFF)

    K=0

    KK=0

1   CALL SMBER(H,SMT1)

    IF(ABS(SM-SMT1).GT.1.D-6) THEN

        CALL SMBER(H+1.0D0,SMT2)

        DH=(SM-SMT1)/(SMT2-SMT1)

        H=H+DH

        KK=KK+1

           IF(KK.GT.20)STOP' NO CONVERGENCY#1'

        GO TО1

    END IF

    X11=X1*X1

    X12=X1*X2

    X13=X1*X3

    X22=X2*X2

    X23=X2*X3

    X25=X2*X5

    X15=X1*X5

    X17=X1*X7

    CALL B11BER(T0,H,B11)

    CALL BBER(T0,B11,BEFF)

    AMOL=1.0D0/(FA+BEFF)

    HSBER=X1*H*AMOL+(X5*H5+X7*H7)*AMOL

    IF(ABS(HS-HSBER).GT.1.0D-4)THEN

        K=K+1

        IF(K.GT.20)STOP 'NO CONVERGENCY#2'

        GO TO 1

    END IF

    IF(X2.LT.-0.01 .OR.X2.GT.0.5) STOP 'CALC. N2 OUT OF RANGE'

    IF(X2+X3.GT.0.5) STOP 'N2 + CО2 OUT OF RANGE'

    IF(0.55+.4*X2+0.97*X3-0.45*X5).GT.RM)

   +                STOP 'CONFLICTING RESULT FOR N2'

    Q2=X2

    T=TC+T0

    CALL B11BER(T,H,B11)

    CALL BBER(T,B11,B)

    CALL CBER(T,H,C)

    CALL ITER(P,T,B,C,V,Z)

    D=1.0D0/V

    END

    SUBROUTINE SMBER(H,SM)

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,O-Z)

    COMMON/RBLOK/AMOL,HS

    COMMON/XBLOK/X1,X2,X3,X11,X12,X13,X22,X23,X33

   >            ,X5,X7,X15,X17,X25,X55,X77

    COMMON/MBLOK/GM1R0,GM1R1,GM2,GM3,GM5,GM7,FA,FB,RL,T0,H5,H7,R

    GM1=GM1R0+GM1R1*H

    X1=(HS-(X5*H5+X7*H7)*AMOL)/H/AMOL

    X2=1.0D0-X1-X3-X5-X7

    SM=(X1*GM1+X2*GM2+X3*GM3+X5*GM5+X7*GM7)*AMOL

    END

С

C   *********************************************************************

    SUBROUTINE B11BER(T,H,B11)

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,O-Z)

    COMMON/BBLOK/BR11H0(3), BR11H1(3), BR11H2(3), BR22(3), BR23(3),

   +             BR33(3), BR15(3), BR17(3), BR55(3), BR77(3), B25

    T2=T*T

    B11=BR11H0(1) + BR11H0(2)*T + BR11H0(3)*T2

   +  +(BR11H1(1) + BR11H1(2)*T + BR11H1(3)*T2)*H

   +  +(BR11H2(1) + BR11H2(2)*T + BR11H2(3)*T2)*H*H

    END

C   *********************************************************************

    SUBROUTINE BBER(T,B11,BEFF)

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,О-Z)

    COMMON/BBLOK/BR11H0(3), BR11H1(3), BR11H2(3), BR22(3), BR23(3),

   +                        BR33(3), BR15(3), BR17(3), BR55(3), BR77(3), B25

    COMMON/ZETA/Z12,Z13,Y12,Y13,Y123,Y115

    COMMON/XBLOK/X1,X2,X3,X11,X12,X13,X22,X23,X33

   >             ,X5,X7,X15,X17,X25,X55,X77

    T2=T*T

    B22=BR22(1) + BR22(2)*T + BR22(3)*T2

    B23=BR23(1) + BR23(2)*T + BR23(3)*T2

    B33=BR33(1) + BR33(2)*T + BR33(3)*T2

    В15=BR15(1) + BR15(2)*T + BR15(3)*T2

    B55=BR55(1) + BR55(2)*T + BR55(3)*T2

    В17=BR17(1) + BR17(2)*T + BR17(3)*T2

    B77=BR77(1) + BR77(2)*T + BR77(3)*T2

    BA13=B11*B33

    IF (BA13.LT.0.0) STOP ' NO SOLUTION'

    ZZZ=Z12+(320.0D0-T)**2*1.875D-5

    BEFF = Х11*В11+X12*ZZZ*(B11+B22) + 2.0D0*X13*Z13*DSQRT(BA13)

   >     +X22*B22 + 2.0D0*X23*B23 + X33*B33 + X55*B55

   > +2.0D0*X15*B15 + 2.0D0*X25*B25 + 2.0D0*X17*B17 + X77*B77

    END

C   *********************************************************************

    SUBROUTINE CBER(T,H,CEFF)

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,O-Z)

    COMMON/CBLOK/CR111H0(3), CR111H1(3), CR111H2(3), CR222(3),

   +               CR223(3), CR233(3), CR333(3), CR555(3), CR117(3)

    COMMON/ZETA/Z12,Z13,Y12,Y13,Y123,Y115

    COMMON/XBLOK/X1,X2,X3,X11,X12,X13,X22,X23,X33

   >             ,X5,X7,X15,X17,X25,X55,X77

    T2=T*T

    C111=CR111H0(1) + CR111H0(2)*T + CR111H0(3)*T2

   +   +(CR111H1(1) + CR111H1(2)*T + CR111H1(3)*T2)*H

   +   +(CR111H2(1) + CR111H2(2)*T + CR111Н2(3)*Т2)*H*Н

    C222 = CR222(1) +   CR222(2)*T +   CR222(3)*T2

    C223 = CR223(1) +   CR223(2)*T +   CR223(3)*T2

    C233 = CR233(1) +   CR233(2)*T +   CR233(3)*T2

    C333 = CR333(1) +   CR333(2)*T +   CR333(3)*T2

    C555 = CR555(1) +   CR555(2)*T +   CR555(3)*T2

    C117 = CR117(1) +   CR117(2)*T +   CR117(3)*T2

    CA112=C111*C111*C222

    СА113=С111*С111*С333

    CA122=C111*C222*C222

    CA123=C111*C222*C333

    CA133=C111*C333*C333

    СА115=С111*С111*С555

    IF(CA112.LT.0.0.OR.CA113.LT.0.0.OR.CA122.LT.0.0

   +   .OR. CA123.LT.0.0 .OR. CA133.LT.0.0 .OR. CA115. LT. 0.0)

   +   STOP'NO SOLUTION'

    D3REP=1.0D0/3.0D0

    CEFF=X1*X11X111+3.0D0*X11*X2*(CA112)**D3REP*(Y12+(T-270.0D0)

   +   *0.0013D0)

   +   +30D0*X11*X3  *(CA113)**D3REP *Y13

   +   +30D0*X1*X15  *(CA115)**D3REP *Y115

   +   +30D0*X1*X22  *(CA122)**D3REP *(Y12+(T-270.0D0)*0.0013D0)

   +   +60D0*X1*X2*X3*(CA123)**D3REP *Y123

   +   +30D0*X1*X33  *(CA133)**D3REP *Y13

   +  +X22*X2*C222 + 3.0D0*X22*X3*C223 + 3.0D0*X2*X33*C233

   +  +X3*X33*C333 +       X5*X55*C555 + 3.0D0*X11*X7*C117

    RETURN

    END

C   *********************************************************************

    SUBROUTINE ITER(P,T,B,C,V,Z)

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,O-Z)

    COMMON/MBLOK/GM1R0,GM1R1,GM2,GM3,GM5,GM7,FA,FB,RL,T0,H5,H7,R

    RT  = R*T

    RTP = RT/P

    V   = RTP+B

    KK  = 0

 5  V = RTP*(1.0D0+B/V+C/V**2)

    KK  =KK+1

    IF (KK.GT.20) STOP' NO CONVERGENCY#3'

    Z = 1.0D0+B/V+C/V**2

    PA = RT/V*Z

    IF(ABS(PA-P).GE.1.D-5)GO TO 5

    RETURN

    END

C   *********************************************************************

    BLOCK DATA

    IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H,О-Z)

    COMMON/BBLOK/BR11H0(3), BR11H1 (3), BR11H2(3), BR22(3), BR23(3),

   +               BR33(3), BR15(3), BR17(3), BR55(3), BR77(3), B25

    COMMON/CBLOK/CR111H0(3), CR111H1(3), CR111H2(3), CR222(3),

   +               CR223(3), CR233(3), CR333(3), CR555(3), CR117(3)

    COMMON/ZETA/Z12,Z13,Y12,Y13,Y123,Y115

    COMMON/MBLOK/GM1R0,GM1R1,GM2,GM3,GM5,GM7,FA,FB,RL,T0,H5,H7,R

    DATA BR11H0/-0.425468D0, 0.286500D-2, -.462073D-5/,

   +     BR11H1/0.877118D-3, -.556281D-5, 0.881510D-8/,

   +     BR11H2/-.824747D-6, 0.431436D-8, -.608319D-11/,

   +     BR22 / -.144600D0 , 0.740910D-3, -.911950D-6/,

   +     BR23 / -.339693D0 , 0.161176D-2, -.204429D-5/,

   +     BR33 / -.868340D0 , 0.403760D-2, -.516570D-5/,

   +     BR15 / -.521280D-1, 0.271570D-3, -.25    D-6/,

   +     BR17 / -.687290D-1, -.239381D-5, 0.518195D-6/,

   +     BR55 / -.110596D-2, 0.813385D-4, -.987220D-7/,

   +     BR77 / -.130820D0,  0.602540D-3, -.644300D-6/,

   +     B25 /  0.012D0/

    DATA CR111H0/-.302488D0, 0.195861D-2, -.316302D-5/,

   +     CR111H1/0.646422D-3, -.422876D-5, 0.688157D-8/,

   +     CR111H2/-.332805D-6, 0.223160D-8, -.367713D-11/,

   +     CR222  /0.784980D-2, -.398950D-4, 0.611870D-7/,

   +     CR223  /0.552066D-2, -.168609D-4, 0.157169D-7/,

   +     CR233  /0.358783D-2, 0.806674D-5, -.325798D-7/,

   +     CR333  /0.205130D-2, 0.348880D-4, -.837030D-7/,

   +     CR555  /0.104711D-2, -.364887D-5, .467095D-8/,

   +     CR117  /0.736748D-2, -.276578D-4, .343051D-7/

    DATA Z12 /0.72D0/, Z13/-.865D0/,

   +     Y12 /0.92D0/, Y13/ 0.92D0/,Y123/1.10D0/,

   +     Y115/1.2D0/

    DATA GM1R0/-2.709328D0/,GM1R1/.021062199D0/,

   +     GM2  /  28.0135D0/,GM3  /    44.010D0/,

   +     GM5  /   2.0159D0/,GM7  /    28.010D0/,

   +     FA   /22.414097D0/,FB   / 22.710811D0/,

   +     RL   / 1.292923D0/,TO   /    273.15D0/,

   +     H5   /   285.83D0/,H7   /    282.98D0/

   +     R    /0.0831451D0/

    END

С

С

___________________________________

*Измерения количества при T = 0,0°С; р = 1,01325 бар; температура сгорания: 25,0°С.