ГОСТ 31369—2008
Приложение F
(справочное)
Влияния паров воды на значение теплоты сгорания
F.1 Общая часть
В некоторых калориметрах, используемых для прямого метода измерений объемной теплоты сгорания, пе
ред сжиганием насыщают (во время измерений) горючий газ парами воды, и поэтому будут измерены и. вероятно
(но не обязательно) представлены значения теплоты сгорания на (предполагаемой) насыщенной основе. Такие
значения будут ниже значений ненасыщенного (сухого или частично насыщенного) газа из-за замещения горючего
газа парами воды в измеряемой системе.
Работа других приборов, используемых для прямого или для косвенного определения значения теплоты сго
рания. базируется на других принципах. Например.
- в некоторых калориметрах сгорания газ непосредственно сжигают без предварительной обработки (т.е. с
существующим в нем содержанием воды), и результат представляют как истинное значение теплоты сгорания, но
приписывают это значение как полученное для сухого газа;
- а некоторых приборах газ высушивают перед определением значения теплоты сгорания; и, таким образом,
измеряют и представляют значение для сухого газа, даже если первоначально газ содержал пары воды;
- в приборах, применяемых для определения компонентного состава газов (в частности, газовых хроматогра
фах) обычно анализируются все важные компоненты, за исключением воды, и поэтому вычисленное значение теп
лоты сгорания относится к осушенному газу, даже если газ в действительности может содержать пары воды.
Поэтому для того, чтобы сделать правильные сравнения значений теплоты сгорания газов, определенных
разными методами, необходимо учитывать;
-степень насыщения газа водяным паром в исходном состоянии;
-степень насыщения газа водяным паром в течение процедуры измерения (т.е. после измерения).
- характеристики средства измерений или методики выполнения измерений;
- степень насыщения газа водяным паром, относящуюся к представленному значению теплоты сгорания.
Если все эти факторы известны, можно рассматривать все значения теплоты сгорания, приводя их к одинако
вой и согласованной основе.
Хотя основной текст настоящего стандарта относится к вычислениям для осушенного газа, предполагается,
что самое логичное основание, в целом, является «общепринятым» основанием, при котором значение теплоты
сгорания определяется и регистрируется с любым содержанием паров воды, рассматриваемым просто как один из
компонентов смеси с определенной молярной долей. Существует три соображения (F.2 — F.4). которые следует
учитывать при проведении вычислений, если принят этот подход, особенно, если анализ паров воды не является
частью первичной аналитической процедуры (т.е если о его количестве делают вывод на основе вторичных
средств, таких как гигрометрические измерения или измерения точки росы).
F.2 Влияние исключенного объема
Парциальное давление воды pwв природном газе может достигать давления насыщения р, при стандартных
условиях измерения состава газа. Традиционным способом оценки влияния паров воды является исключение ее
доли p.Jp%из объема действительно сухого горючего газа, тем самым, уменьшая определенное значение теплоты
сгорания на эту долю до значения
Н - Н {сухого газа) —— —(F.1)
Р2
гдеН — значение (высшее или низшее) объемной теплоты сгорания.
Полностью эквивалентный способ контроля этого влияния (скорее с целью вычисления, а не с целью измере
ния). но более предпочтительный, поскольку очевидно, что Н может быть представлена в виде значений молярной,
массовой или объемной теплоты сгорания, это перейти к оценке компонентного состава в единицах молярной
доли. Допустим, что результат анализа компонентного состава газа, выраженный в единицах молярной доли,
ис ключающий пары воды, известен (поскольку такое допущение сделано в основном тексте настоящего
стандарта). Если парциальное давление паров воды в пробе теперь как-то определено, то их молярная доля может
принимать ся за p jp 2- Для того, чтобы сохранить сумму молярных долей всей смеси, равной единице, молярная
доля каждого компонента должна быть нормализована умножением на коэффициент (р2 - р„)/р2. Таким образом,
поскольку вы численное значение теплоты сгорания является суммой членов, пропорциональных молярным
долям компонен тов. то вычисленное значение теплоты сгорания просто сокращается на эту долю (кроме
вторичных эффектов, рассмотренных в разделах F.3 и F.4). как это видно из предыдущих рассуждений.
34