ДСТУ ISO 6976:2009 Природний газ. Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа Воббе на основі компонентного складу (ISO 6976:1995/Cor. 2:1997, Cor. 3:1999, IDT)

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

ПРИРОДНИЙ ГАЗ

Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа
Воббе на основі компонентного складу

(ISO 6976:1995/Cor. 2:1997, Cor. 3:1999, IDT)
ДСТУ ISO 6976:2009

Київ
ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТ УКРАЇНИ
2010

ПЕРЕДМОВА

1 ВНЕСЕНО: Технічний комітет України ТК 122 «Аналіз газів, рідких і твердих речовин», ДП «Укрметр- тестстандарт».

ПЕРЕКЛАД І НАУКОВО-ТЕХНІЧНЕ РЕДАГУВАННЯ: М. Рожнов, канд. хім. наук (науковий керівник); І. Шереметьев

2 НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Держспоживстандарту України від 30 грудня 2009 р. № 485 з 2011-01-01

3 Національний стандарт відповідає ISO 6976:1995/Cor. 2:1997, Cor. 3:1999 Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition (Природний газ. Методи обчислювання теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа Воббе на основі компонентного складу)

Ступінь відповідності — ідентичний (IDТ)

Переклад з англійської (еn)

4 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

ЗМІСТ

Національний вступ

1 Сфера застосування

2 Терміни та визначення понять

3 Принцип обчислювання

4 Поведінка ідеальних і реальних газів

4.1 Ентальпія згоряння

4.2 Обчислювання фактора стисливості

5 Обчислювання молярної теплоти згоряння

5.1 Ідеальний газ

5.2 Реальний газ

6 Обчислювання масової теплоти згоряння

6.1 Ідеальний газ

6.2 Реальний газ

7 Обчислювання об’ємної теплоти згоряння

7.1 Ідеальний газ

7.2 Реальний газ

8 Обчислювання густини, відносної густини і числа Воббе

8.1 Ідеальний газ

8.2 Реальний газ

9 Точність

9.1 Прецизійність

9.2 Правильність

9.3 Подання результатів

10 Таблиці рекомендованих даних

Додаток А Познаки й одиниці

Додаток В Значення допоміжних сталих

В.1 Універсальна газова стала

В.2 Критичні сталі і фактор ацентричності

В.З Властивості сухого повітря

В.4 Ентальпія випаровування води

Додаток С Перетворювання значення об’ємної частки в значення молярної частки

Додаток D Приклади обчислювання

D.1 Молярна теплота згоряння (розділ 5)

D.2 Масова теплота згоряння (розділ 6)

D.3 Об’ємна теплота згоряння (розділ 7) 

D.4 Відносна густина, густина і число Воббе (розділ 8)

D.5 Прецизійність (розділ 9) 

Додаток Е Поведінка ідеального і реального газів

E.1 Залежність ентальпії згоряння ідеального газу від температури ЗО

Е.2 Поправки на неідеальність: об’ємні ефекти

E.З Поправки на неідеальність: ефекти ентальпії 

Додаток F Впливи парів води на значення теплоти згоряння

F.1 Загальна частина 

F.2 Вплив виключеного об’єму

F.3 Вплив прихованої теплоти (ентальпійний ефект)

F.4 Вплив фактора стисливості

Додаток G Узагальнювання, обговорювання і вибір значення теплоти згоряння метану

Додаток Н Виведення рівнянь, пов’язаних з прецизійністю

Н.1 Метан за різницею

Н.2 Метан за результатами аналізування

Додаток J Приблизні коефіцієнти перетворювання між стандартними станами

Додаток К Комп’ютерна реалізація рекомендованих методів

Додаток L Значення молярної теплоти згоряння для стандартної температури 60 °F

Додаток М Бібліографія

НАЦІОНАЛЬНИЙ ВСТУП

Цей стандарт є тотожний переклад ISO 6976:1995/Cor. 2:1997, Cor. 3:1999 Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition (Природний газ. Методи обчислювання теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа Воббе на основі компонентного складу) з урахуванням поправок 2 та 3.

Технічний комітет, відповідальний за цей стандарт, —ТК 122 «Аналіз газів, рідких і твердих речовин».

Стандарт містить вимоги, які відповідають чинному законодавству України.

До стандарту внесено такі редакційні зміни:

— вираз «цей міжнародний стандарт» замінено на «цей стандарт»;

— структурні елементи цього стандарту: «Титульний аркуш», «Зміст», «Передмову», «Національний вступ», «Бібліографічні дані», першу сторінку — оформлено згідно з вимогами національної системи стандартизації України;

— у розділі «Нормативні посилання» наведено «Національне пояснення» щодо перекладу назв документів;

— вилучено «Передмову» до міжнародного стандарту;

— замінено познаки одиниць фізичних величин згідно з ДСТУ 3651:1997.

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

ПРИРОДНИЙ ГАЗ
Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа Воббе на основі компонентного складу

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ
Расчет теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основании компонентного состава

NATURAL GAS
Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition

Чинний від 2011-01-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює методи обчислювання вищої теплоти згоряння, нижчої теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа Воббе сухих природних газів, імітацій природного газу та інших газоподібних палив за відомим компонентним складом газу. Ці методи наводять спосіб обчислювання властивостей газової суміші для зазвичай використовуваних стандартних умов вимірювання.

Методи обчислювання вимагають знання різноманітних фізичних властивостей чистих компонентів, їхні значення разом із посиланнями на джерела наведено у таблицях.

Методи обчислювання значень властивостей на основі молярної частки або масової концентрації застосовні до будь-якого сухого природного газу, імітації природного газу або іншого горючого палива, яке зазвичай перебуває у газоподібному стані. Для обчислювання значень властивостей газу, склад якого відомий в об’ємних частках, ці методи обмежено газами, які складаються переважно з метану (молярна частка складає не менше ніж 0,5).

Приклади обчислювання наведено в додатку D відповідно до рекомендованих методів обчислювання.

Примітка 1. Познаки, використовувані у цьому стандарті, і їхні значення наведено в додатку А.

Примітка 2. Уточнювальні слова «вищий (higher)», «верхній (upper)», «повний (total)» і «валовий (gross)» у цьому стандарті є синонімами слова «вищий (superior)». Так само слова «нижній (lower)» і «чистий (net)» є синонімами слова «нижчий (inferior)». Термін «теплотворна здатність (heating value)» є синонімом терміна «теплота згоряння (calorific value)»; «специфічна густина (specific gravity)» є синонімом «відносної густини (relative density)»; «індекс Воббе (Wobbe index)» — синонімом «числа Воббе (Wobbe number)»; «фактор стиснення (compression factor)» — синонімом терміна «фактор стисливості (compressibility factor)».

Примітка 3. Якщо склад газу відомий у одиницях об’ємної частки, їх потрібно перетворити в одиниці молярної частки (див. додаток 3). Проте потрібно враховувати, що при цьому знайдене значення молярної частки матиме невизначеність, більшу за невизначеності початкових значень об'ємної частки.

Примітка 4. Відповідно до цього стандарту сума значень вмісту компонентів у одиницях молярної частки не повинна відрізнятися від одиниці більш ніж на 0,000 1, і під час обчислювання потрібно враховувати всі компоненти, молярна частка яких перевищує 0,000 05.

Примітка 5. Для обчислювання значення об’ємної теплоти згоряння існують обмеження за вмістом компонентів, які можуть бути наявними, крім метану. При цьому можуть бути корисними такі вказівки: молярна частка N₂ не повинна перевищувати 0,3; молярна частка СO₂ і С₂Н₆ (кожного) не повинна перевищувати 0,15; молярна частка жодного іншого компонента не повинна перевищувати 0,05.

Під час установлювання таких обмежень очікувана систематична похибка результату обчислювання теплоти згоряння буде в межах 0,1 %.

Примітка 6. Вплив парів води на теплоту згоряння, безпосередньо виміряну або оцінену обчислюванням, розглянуто в додатку F.

Примітка 7. Наведені методи обчислювання дійсні для газу, що перебуває в указаних стандартних умовах за температури, що перевищує його точку роси.

Примітка 8. Довідкові дані основних фізичних властивостей підлягають перегляду у міру того, як з авторитетних джерел стають доступними точніші значення.

2 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

У цьому документі використано такі терміни та визначення позначених ними понять:

2.1 вища теплота згоряння (superior calorific value)

Кількість теплоти, яка може виділитися під час повного згоряння в повітрі певної кількості газу так, що тиск р_b за якого відбувається реакція, залишається сталим, а всі продукти згоряння повертаються до тієї самої певної температури t_b що і температура реагентів, всі ці продукти перебувають у газоподібному стані, за винятком води, яка конденсується в рідину за

2.2 нижча теплота згоряння (inferior calorific value)

Кількість теплоти, яка може виділитися під час повного згоряння в повітрі певної кількості газу так, що тиск p-j, за якого відбувається реакція, залишається сталим, а всі продукти згоряння повертаються до тієї самої певної температури t_b що і температура реагентів, всі ці продукти перебувають у газоподібному стані.

2.3 густина (density)

Маса проби газу, поділена на її об’єм за певних значень тиску і температури

2.4 відносна густина (relative density)

Густина газу, поділена на густину сухого повітря стандартного складу (див. додаток В) за однакових певних значень тиску і температури. Термін «ідеальна відносна густина» застосовують, коли як газ, так і повітря вважають середовищами, які за властивостями відповідають закону ідеального газу (див. 2.7); термін «реальна відносна густина» застосовують у тих випадках, коли як газ, так і повітря вважають реальними середовищами

2.5 число Воббе (Wobbe index)

Значення вищої об’ємної теплоти згоряння за певних стандартних умов, поділене на квадратний корінь відносної густини за тих самих стандартних умов вимірювання

2.6 ентальпія переходу (entalpy of transformation)

Ентальпія переходу речовини із стану А в стан В є термодинамічною познакою для кількості теплоти, яка виділяється, під час переходу із одного стану в інший. Позитивне виділення теплоти умовно вважають таким, що чисельно дорівнює від’ємному приросту ентальпії. Величини ентальпії згоряння та ентальпії випаровування є зрозумілими за контекстом; термін «поправка на ентальпію» стосується (молярної) ентальпії переходу з ідеального в реальний стан газу