ГОСТ 34898—2022
Еще одним фактором, не учтенным выше, который потенциально может повлиять на неопреде
ленность величины Mair, является неопределенность компонентного состава воздуха. Молярные фрак
ции компонентов воздуха могут незначительно варьироваться, особенно в лабораторных условиях, в
отличие от открытого воздуха, однако, учитывая, что перечисленные молярные фракции предназначе ны
для создания стандартного состава, нецелесообразны дополнительные допущения в данном кон тексте.
Примечание — Стандартная неопределенность молярной массы воздуха (0,00017 кг-кмоль-1) меньше,
чем у чистого молекулярного азота (0,00020 кг-кмоль-1). Основная причина этого заключается в том, что состав
воздуха для реализации ГОСТ 31369 (см. также [1]) считают неопределенным. Такое вычисление неявно предпо
лагает отсутствие корреляции между значениями молярной массы для любого из компонентов. Хотя это предпо
ложение неверно для молекулярного кислорода и диоксида углерода (оба содержат атомы кислорода), диоксид
углерода присутствует втакой малой концентрации, что не оказывает значимого влияния на конечный результат.
В действительности единственное существенное изменение в составе воздуха приходится на
молярную долю диоксида углерода. Значение, приведенное в таблице 8, можно рассматривать как
минимальное на открытом воздухе. Главным образом из-за деятельности человека молярная доля ди
оксида углерода может локально изменяться и, как известно, повсеместно медленно увеличиваться с
течением времени. Принято считать, что диоксид углерода, присутствующий сверх данной величины,
вытесняет из атмосферы равное количество кислорода. Если известно превышение молярной доли
диоксида углерода хсс,2, то молярную массу сухого воздуха можно пересчитать следующим образом:
Мак = 28,96546 + 12,011 (*Со2- 0,0004) кг- кмоль-1.(55)
Поскольку в ГОСТ 31369 (см. также [1]) рассмотрен только сухой воздух стандартного состава,
пересчет по формуле (55) не проводят.
10 Влияние водяного пара на теплоту сгорания
10.1 Общие положения
Наличие водяного пара в природном газе независимо от того, присутствует ли он изначально в
источнике газа (т. е. в точке отбора проб) или его добавляют (или удаляют) в рамках процедуры измере
ния, является осложняющим фактором при определении его теплоты сгорания. Настоящий раздел на
правлен на пояснение вопросов, связанных с пониманием правильности измерений теплоты сгорания в
тех условиях, когда газ не является сухим от начала и до завершения анализа.
В большинстве традиционных калориметров сгорания старого образца для прямого измерения
объемной теплоты сгорания перед сжиганием топливный газ насыщают водяным паром (т. е. во время
дозирования) и, следовательно, измеряют теплоту сгорания с предполагаемым насыщением парами
воды. Полученные значения ниже, чем для ненасыщенного (сухого или частично насыщенного) при
родного газа, вследствие вытеснения топливного газа водяным паром в дозирующей системе.
Более современные приборы, используемые для прямого или косвенного определения теплоты
сгорания, могут работать иначе.
Например:
- в некоторых калориметрах прямого сгорания природный газ сжигают по принципу «как получе
но» (т. е. с преобладающим содержанием водяного пара) и определяют фактическую теплоту сгорания,
но на (предполагаемой) сухой основе;
- в некоторых приборах перед определением теплоты сгорания предусмотрена сушка газа, по
этому измеряют и регистрируют значение теплоты сгорания для сухого газа, даже если природный газ
изначально содержал водяной пар;
- приборы для определения компонентного состава газов (в частности, газовые хроматографы)
обычно анализируют все основные компоненты, за исключением воды, поэтому вычисленная теплота
сгорания применима для сухого газа, даже если природный газ содержит водяной пар.
Детальное обсуждение различных методов определения объемной теплоты сгорания приведено
в [75].
Для обоснованного сравнения значений теплоты сгорания природного газа, определяемой раз
личными методами, необходимо учитывать:
- степень насыщения природного газа водяным паром в исходном состоянии;
30