Число Воббе
Число́ Воббе (англ. Wobbe index) (нижче або вище) газоподібного палива — це основний показник якості газу за його теплотою згоряння.
Загальна характеристика
Число Воббе - відношення об'ємної (відповідно, нижчої або вищої) теплоти згорання при певних стандартних умовах, поділене на квадратний корінь відносної густини при тих же стандартних умовах вимірювань[1].
де H — об'ємна теплота згорання;
- d — відносна густина газу , тобто відношення густини газу до густини повітря при тих самих стандартних умовах вимірювань.
Число Воббе — характеристика горючого газу, що визначає взаємозамінність горючих газів при спалюванні в побутових і промислових пальникових пристроях, вимірюється в мегаджоулях на кубічний метр (МДж/м3).
Для газових і газоконденсатних родовищ Число Воббе знаходиться в межах 40195-50244 кДж/м3, для нафтових родовищ 46057-60711 кДж/м3. Число назване на честь італійського вченого Ґольфредо Воббе (Goffredo Wobbe).
Терміни і визначення
Вища теплота згорання[1] (англ. superior calorific value) — кількість теплоти, що може виділитися при повному згорянні в повітрі певної кількості газу таким чином, що тиск p1, при якому відбувається реакція, залишається сталим, а всі продукти згоряння набувають тієї ж температури, що і температура реагентів. При цьому всі продукти знаходяться в газоподібному стані, за винятком води, яка конденсується в рідину при t1.
У тих випадках, коли теплоту згоряння визначають на основі компонентного складу газу, вираженого в одиницях молярної частки, її позначають, як ; коли склад виражений в одиницях масової частки, теплоту згоряння позначають як . У тих випадках, коли теплоту згоряння визначають на основі компонентного складу газу, вираженого в одиницях об'ємної частки, її позначають як , де t2 і p2 - (виміряні) стандартні умови для об’єму газу
Нижча теплота згорання[1] (англ. inferior calorific value) — кількість теплоти, що може виділитися при повному згорянні в повітрі певної кількості газу таким чином, що тиск p1, при якому відбувається реакція, залишається сталим, а всі продукти згоряння набувають тієї ж температури, що і температура реагентів. При цьому всі продукти знаходяться в газоподібному стані. Розраховане на основі одиниць молярної частки, масової частки і об'ємної частки компонентів значення нижчої теплоти згорання позначають, відповідно, як , , і .
Відносна густина[1] (англ. relative density) — густина газу, поділена на густину сухого повітря стандартного складу при однакових заданих значеннях тиску і температури. Термін «ідеальна відносна густина» застосовують в тих випадках, коли як газ, так і повітря вважаються середовищами, які підпорядковуються закону ідеального газу , термін «реальна відносна густина» застосовують в тих випадках, коли як газ, так і повітря вважаються реальними середовищами.
Класифікація природного газу
В більшості європейських країн основною якісною характеристикою газу є число Воббе, яке є функцією калорійності і відносної густини природного газу. Згідно із чинним стандартом ISO 3686:1998 [2] природні гази розділені за числом Воббе на дві групи (два сорти): Н–газ та L–газ. Для Н–газу межі числа Воббе становлять 48,36...57,87 МДж/м3 , а для L–газу — 41,28 ... 47,38 МДж/м3. Своєю чергою, вказані групи поділяються на підгрупи, залежно від яких встановлюється ціна на газ для побутових споживачів. Наприклад, в Німеччині природний газ групи Н поділяють на підгрупи E та ES, а газ групи L — на підгрупи ЕІ та LL, у Франції таких підгруп є вісім — Е1...Е4 та L1...L4.[3]
Число Воббе поширених паливних газів[4]
Паливний газ | Вище число ккал/м3 за нормальних умов | Нижче число ккал/м3за нормальних умов | Вище число МДж/м3 за нормальних умов | Нижче число МДж/м3 за нормальних умов |
Водень | 11,528 | 9,715 | 48,23 | 40,65 |
Метан | 12,735 | 11,452 | 53,28 | 47,91 |
Етан | 16,298 | 14,931 | 68,19 | 62,47 |
Етилен | 15,253 | 14,344 | 63,82 | 60,01 |
Природний газ | 12,837 | 11,597 | 53,71 | 48,52 |
Пропан | 19,376 | 17,817 | 81,07 | 74,54 |
Пропілен | 18,413 | 17,180 | 77,04 | 71,88 |
Бутан (сполука) | 22,066 | 20,336 | 92,32 | 85,08 |
Ізобутан | 21,980 | 20,247 | 91,96 | 84,71 |
Бутени | 21,142 | 19,728 | 88,46 | 82,54 |
Зріджений нафтовий газ | 20,755 | 19,106 | 86,84 | 79,94 |
Ацетилен | 14,655 | 14,141 | 61,32 | 59,16 |
Монооксид вуглецю | 3,060 | 3,060 | 12,80 | 12,80 |
Примітки
- 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)
- ISO 13686:1998 Natural gas – Quality designation:. – [Введений 01.01.83]. – Женева: Міжнародна організація зі стандартизації, 1983. – 49 с.
- А. В. Мотало, В. П. Мотало, О. С. Сендега Дослідження залежності теплотворної здатності природного газу від його фізико-хімічних властивостей Вісник Національного університету «Львівська політехніка»// Автоматика, вимірювання та керування 2010, №665, С.58
- Wobbe Index and Fuel Gases
Посилання
- The Wobbe Index and Natural Gas Interchangeability. Emerson Process Management. 30 липня 2007. Архів оригіналу за 21 липня 2013. Процитовано 14 квітня 2012. Числа Воббе для природних газів. (англ.)