ГОСТ 34898—2022
10.6 Неизменная вода
Неизменная вода — это термин, используемый чаще всего в Северной Америке (см. [76], [77])
для описания водяного пара, присутствующего или в газовой смеси, или в воздухе, используемом для
сгорания (или в том и другом), который проходит через процесс сгорания неизменным.
В строгом толковании слово «неизменный» подразумевает неизменный как в химическом, так и в
физическом состояниях, т. е. водяной пар остается водяным паром на всем протяжении, и для высшей
теплоты сгорания конденсируется только вода, образующаяся при горении. Эта интерпретация соот
ветствует определению высшей теплоты сгорания, предусмотренному в 10.3, перечисление а).
Примечания
1 В GPA2172—09 (см. [77]) неизменная вода определена как вода, переносимая газом или воздухом, кото
рый подпитывает реакцию сгорания. Неизменная вода не вносит никакого вклада вобщую теплоту сгорания.
2 ВГОСТ31369 {см. также [1]) воде впробе газа присвоена условная энтальпия сгорания, численно равная
ее энтальпии испарения: неизменная вода может быть формально рассмотрена как псевдокомпонент, имеющий
нулевую энтальпию сгорания.
Более щадящая интерпретация понятия «неизменная вода» заключается в том, чтобы дать воде,
присутствующей в пробе природного газа, конденсироваться до жидкого состояния, т. е. она остается
неизменной только в химическом смысле. Это толкование соответствует определению высшей теплоты
сгорания, предусмотренному в 10.3, перечисление Ь).
В последнем перечислении не рассмотрен вопрос о том, каким образом учитывать любой водяной
пар, присутствующий в воздухе для сгорания, точно так же как и в настоящем стандарте. В определении
высшей теплоты сгорания [см. перечисление а) в [3]) или перечисление Ь) в ГОСТ31369 {см. также [1])]
предполагается, что воздух или (более правильно) кислород, используемый для сгорания, является
сухим и имеется в стехиометрически необходимом количестве, удовлетворяющим реакции горения.
В противном случае теплота сгорания, не являющаяся четко определенным и описательным свой
ством газовой смеси, была бы переменной величиной, зависящей от состояния (и избыточного количе
ства) воздуха, используемого для сгорания.
Тем не менее количество тепла, выделяемого практической (реальной) реакцией сгорания, в ко
торой воздух не является сухим, зависит как от содержания воды (влажности), так и от избыточного
количества воздуха, а также от того, конденсируется ли исходно содержащийся водяной пар в воздухе,
частично конденсируется или остается в парообразном состоянии после сгорания.
Соответствующие вопросы, не включенные в ГОСТ 31369 {см. также [1]), рассмотрены в 10.7.
10.7 Влияние влажного воздуха
10.7.1 Общие положения
Если воздух, используемый для сгорания, не является сухим, то количество тепла, выделяюще
гося в процессе сгорания, будет ощутимо зависеть от количества используемого воздуха (включая лю
бое превышение количества, необходимого для стехиометрического сгорания), степени его насыщения
(влажности) и конечного состояния, в которое переходит содержащийся водяной пар. Нужно смодели
ровать подобную ситуацию. Проведенный анализ упрощается предположением о том, что в процессе
сгорания участвуют только идеальные жидкости, т. е. исключены небольшие эффекты, возникающие в
результате энтальпии смешения и объема смешения.
Анализ по возрастанию сложности приведен ниже.
10.7.2 Стехиометрическое горение с кислородом
Для простоты рассмотрим горение Л/-компонентной углеводородной газовой смеси, моделируе
мой как (однокомпонентный) псевдоуглеводородный газ СаНь, где а и Ь— нецелые значения атомных
индексов, заданные следующими выражениями:
N
а = Е * Г аУ(59)
У=1
и
N
Ь= 2>уЬ у.(60)
У=1
34