ЛБ 1
.pdf
Zair(293,15 К, 101,325 кПа)=0,99963.
2
(2, 2) = 1 − [∑ ( ∙ √ )]
=1
Значения молярной массы для всех компонентов, коэффициенты суммирования взяты из соответствующих стандартов настоящего стандарта. Расчеты проводились в MS Excel. Результаты расчетов:
d° =0,416629862 Zmix1=0,999125719 Zmix2=0,999125154 d1=0,416840145 d2=0,41684038
Число Воббе реального газа вычисляют по формуле |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
̃ |
[ , ( |
, |
)] |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
[ |
, ( |
, )] = |
|
|
|
1 |
2 |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
2 |
2 |
|
|
|
√ (2, 2) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где W - число Воббе реального газа; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
̃ |
- вычисляют по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
̃ |
|
|
|
|
|
|
||
|
̃ |
|
|
|
0 |
[1, ( 2, 2)] |
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
[1, (2, 2)] = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
( , ) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
Где ̃[1, (2, 2)] - значение идеальной (высшей или низшей) объемной теплоты сгорания смеси;(2, 2) - коэффициент сжимаемости смеси при стандартных условиях измерений.
|
|
|
̃ |
|
|
̅̅̅̅ |
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
0 |
[ 1, ( 2, 2)] = |
0 |
(1) ∙ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
∙ |
|
|
|
||||||
̃ |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
где |
0 |
[ 1, ( 2, 2)] - значение идеальной (высшей или низшей) объемной теплоты |
||||||||||||
|
||||||||||||||
сгорания смеси; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
R - универсальная газовая постоянная (равная 8,314510 Дж·моль-1·К-1, раздел В.1 |
||||||||||||||
(приложение В); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
- абсолютная температура, К. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Расчеты проводились в MS Excel. Результаты расчетов представлены в таблице 7. |
||||||||||||
|
|
Таблица 7 – Расчёт числа Воббе реального газа. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
Название |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высшая |
|
|
|
|
|
|
Низшая |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
912.1 |
|
912.2 |
|
|
912.1 |
|
912.2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Кислород |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Диоксид углерода |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 7:
Азот |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Этан |
7,141658159 |
7,143216793 |
6,534845222 |
|
6,536271422 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пропан |
14,69550282 |
14,70879991 |
13,52456488 |
|
13,53680246 |
|
|
|
|
|
|
|
|
и-Бутан |
5,30464184 |
5,310370395 |
4,895855829 |
|
4,901142931 |
|
|
|
|
|
|
|
|
н-Бутан |
8,223817074 |
8,235310879 |
7,592097008 |
|
7,602707905 |
|
|
|
|
|
|
|
|
нео-Пентан |
0,025737052 |
0,017348732 |
0,023794774 |
|
0,016039488 |
|
|
|
|
|
|
|
|
и-Пентан |
3,150069864 |
3,150774657 |
2,9132953 |
|
2,913947117 |
|
|
|
|
|
|
|
|
н-Пентан |
2,690530512 |
2,69441448 |
2,48870098 |
|
2,492293593 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Циклопентан |
0,197075238 |
0,198169179 |
0,18395303 |
|
0,184974132 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 - диметилбутан |
0,47938687 |
0,481476613 |
0,443942334 |
|
0,445877566 |
|
|
|
|
|
|
|
|
н-Гексан |
0,780013646 |
0,781270381 |
0,722474215 |
|
0,723638244 |
|
|
|
|
|
|
|
|
бензол + циклогексан |
0,131356673 |
0,129576683 |
0,126079175 |
|
0,124370699 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-метилгексан |
0,024877477 |
0,025332889 |
0,023683786 |
|
0,024117347 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3-метилгексан |
0,56445331 |
0,569183366 |
0,526523834 |
|
0,530936044 |
|
|
|
|
|
|
|
|
н-Гептан |
0,073766104 |
0,07255444 |
0,068390843 |
|
0,067267472 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Метилциклогексан |
0,188820212 |
0,185925888 |
0,176119511 |
|
0,173419869 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Толуол |
0,065394759 |
0,059009014 |
0,062465372 |
|
0,056365679 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-метилгептан |
0,062804935 |
0,068918689 |
0,058792447 |
|
0,064515605 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 – Вычисление относительной плотности идеального газа. |
|
|||||
|
|
|
||||
Название |
|
Молярная масса j-го компонента, Mj |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Кислород |
|
|
|
31,9988 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диоксид углерода |
|
|
|
28,0135 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Азот |
|
|
|
44,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этан |
|
|
|
30,07 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пропан |
|
|
|
44,097 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и-Бутан |
|
|
|
58,123 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н-Бутан |
|
|
|
58,123 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нео-Пентан |
|
|
|
72,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и-Пентан |
|
|
|
72,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н-Пентан |
|
|
|
72,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Циклопентан |
|
|
|
70,134 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 8: |
|
|
|
|
2,3 - диметилбутан |
|
|
86,177 |
|
|
|
|
н-Гексан |
|
|
172,354 |
|
|
|
|
бензол + циклогексан |
|
|
86,177 |
|
|
|
|
2-метилгексан |
|
|
162,275 |
|
|
|
|
3-метилгексан |
|
|
86,177 |
|
|
|
|
н-Гептан |
|
|
86,177 |
|
|
|
|
Метилциклогексан |
|
|
100,204 |
|
|
|
|
Толуол |
|
|
98,188 |
|
|
|
|
2-метилгептан |
|
|
92,141 |
|
|
|
|
Расчет относительной плотность идеального газа: |
|||
|
|
||
|
|||
= ∑ ∙ |
|
= 13,12085487 |
|
|
|||
|
|
|
|
=1
Расчет относительной плотность реального газа:
( , ) = ∙ ( , ) = 13,12727709( , )
Расчет плотности идеального газа:
( , ) = ( ∙ ) ∑[ ∙ ] = 0,440214652
=1
Расчет плотности реального газа:
( , ) = ( , ) = 0,440593142
Число Воббе идеального газа вычислили по формуле:
Число Воббе реального газа вычислили по формуле:
Выводы:
В ходе выполнения лабораторной работы был выполнен расчет высшей и низшей теплоты сгорания газа, относительной плотности и числа Воббе по хроматографии природного газа.
Расчет высшей и низшей теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе газа необходим для различных практических целей, связанных с его использованием в энергетике и промышленности. Каждый из этих параметров позволяет оценить свойства газа и оптимизировать его использование:
1.Высшая теплота сгорания (Qвыс.) – это количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы объема газа при его охлаждении до начальной температуры. Этот параметр важен для определения максимальной энергетической ценности газа, что необходимо для расчета эффективности сжигания топлива в котлах, печах и других установках. Чем выше высшая теплота сгорания, тем больше энергии можно получить при сжигании газа.
2.Низшая теплота сгорания (Qниз.) – это количество теплоты, которое выделяется при сгорании газа с учетом, что вода, образующаяся в процессе сгорания, остается в виде пара (не конденсируется). Этот показатель важен для оценки реальной энергетической ценности газа, так как в реальных условиях водяной пар не всегда конденсируется, что уменьшает количество полезного тепла.
3.Относительная плотность газа – это отношение плотности газа к плотности воздуха. Она помогает оценить, как газ будет вести себя в различных условиях, например, при его распространении в трубопроводах или при утечках. Газ с меньшей плотностью (например, метан) будет стремиться к верхним слоям воздуха, а более плотные газы могут скапливаться в нижних слоях.
4.Число Воббе – это характеристика, которая описывает энергетическую ценность газа с учетом его состава и плотности. Это число позволяет сравнивать разные виды газов по их теплотворной способности, что важно для оценки их использования в газовых установках, котлах, печах и для регулирования смеси газов. Газ с более высоким числом Воббе имеет большую теплотворную способность при сгорании и может быть предпочтительнее для энергоэффективных систем.
Таким образом, расчет этих параметров помогает правильно подобрать газ для конкретных нужд, оптимизировать процессы сжигания, оценить безопасность и эффективность эксплуатации газовых установок и поддерживать стандарты качества для поставляемого природного газа.
