Физико-химические свойства сжиженных углеводородных газов


Использование сжиженного газа

Несколько сложнее со сжиженным газом. Он широко применяется:

  • в современном промышленном производстве;
  • в тепловой и электроэнергетике;
  • как резервный запас в период наиболее интенсивного потребления населением;
  • в качестве замены традиционным бензину или дизельному топливу для автомобильного транспорта;
  • в бытовых целях.

Рекомендуем: Сколько электричества расходует электрочайник

В домашнем хозяйстве сжиженный газ в баллонах выгодно использовать для эксплуатации газопотребляющих приборов бытового назначения при условии отсутствия подвода централизованной магистрали.

Для сжижения используются разнообразные смеси пропана с бутаном. Применение метана экономически невыгодно, поскольку при комнатной температуре давление в системе возрастает настолько, что для обеспечения безопасности требуется создание ёмкостей с большой толщиной стенки и применения материалов повышенной прочности.

Изменение объёма газа при переходе из жидкой фазы в газообразную определяется следующими факторами:

  • химическим составом;
  • давлением;
  • температурой;
  • плотностью и удельной массой.

Чтобы рассчитать количество литров сжиженного газа в кубометры топлива, перешедшие в газообразное состояние, необходимо использовать указанные характеристики. Но поскольку затруднительно достоверно установить точный состав смеси в баллоне, необходимо руководствоваться приблизительным соотношением, согласно которому при стандартной температуре в 20 градусов из 1-го литра сжиженного получится 200 – обычного газа. Поэтому применяется формула:

Окуб = Ол/5

где:

  • Окуб – объём в кубических метрах;
  • Ол – объём в литрах.

Рекомендуем: Пробки для электросчётчика

При расчёте необходимо дополнительно учитывать, что в целях безопасности газовые баллоны заполняются не более 85 процентов общего объёма.

Физико-химические свойства сжиженных углеводородных газов

Версия для печати Зависимость плотности от температуры Физические характеристики Упругость насыщенных паров Критические параметры Опытные коэффициенты объемного расширения βр Зависимость коэффициента объемного расширения βр , °С-1•10-5 от температуры и давления Зависимость коэффициента объемного сжатия βсж от давления, МПа-1•10-6

Зависимость плотности от температуры

Температура,ºСПропанИзобутанн-Бутан
Удельный объёмПлотностьУдельный объёмПлотностьУдельный объёмПлотность
Жидкость, л/кгПар, м3/кгЖидкость, кг/лПар, кг/м3Жидкость, л/кгПар, м3/кгЖидкость, кг/лПар, кг/м3Жидкость, л/кгПар, м3/кгЖидкость, кг/лПар, кг/м3
минус 601,6500,9010,6061,11
минус 551,6720,7350,5981,36
минус 501,6860,5520,5931,810
минус 451,7040,4830,5872,07
минус 401,7210,3830,5812,610
минус 351,7390,3080,5753,250
минус 301,7700,2580,5653,8701,6160,6710,6191,490
минус 251,7890,2160,5594,6201,6390,6060,6101,650
минус 201,8080,18250,5535,4801,6500,5100,6061,960
минус 151,8250,1560,5486,4001,6670,4000,6002,5001,6260,6240,6151,602
минус 101,8450,1320,5427,5701,6840,3290,5943,0401,6350,5140,6121,947
минус 51,8690,1100,5359,0501,7010,2790,5883,5901,6530,4760,6052,100
01,8940,0970,52810,3401,7180,2320,5824,3101,6640,3550,6012,820
плюс 51,9190,0840,52111,9001,7420,1970,5745,0701,6780,2990,5963,350
плюс 101,9460,0740,51413,6001,7560,1690,56945,9201,6940,2540,59023,94
плюс 151,9720,0640,50715,511,7700,1440,5656,9501,7150,2150,5834,650
плюс 202,0040,0560,49917,7401,7940,1260,55737,9401,7270,1860,57095,390
плюс 252,0410,04960,49020,1501,8150,1090,55119,2101,7450,1620,57326,180
плюс 302,0700,04390,48322,8001,8360,0870,544811,501,7630,1390,56737,190
плюс 352,1100,03950,47425,301,8520,0770,54013,001,7790,1220,5628,170
плюс 402,1550,0350,46428,601,8730,0680,53414,7001,8010,1070,55529,334
плюс 452,2170,0290,45134,501,8980,0600,52716,8001,8210,09460,54910,571
плюс 502,2420,0270,44636,8001,92980,0530,518218,9401,8430,08260,542612,10
плюс 552,2880,02490,43740,2201,9490,0490,51320,5601,8660,08080,53612,380
плюс 602,3040,02240,43444,601,9800,0410,50524,2001,8800,06430,53215,400

Физические характеристики

ПоказательМетанЭтанЭтиленПропанПропиленн-БутанИзобутанн-БутиленИзобутиленн-Пентан
Химическая формулаСН4С2Н6С2Н4С3Н8С3Н6С4Н10С4Н10С4Н8С4Н8С5Н12
Молекулярная масса, кг/кмоль16,04330,06828,05444,09742,08158,12458,12456,10856,10472,146
Молекулярный объем, м3/кмоль22,3822,17422,26321,99721,97421,5021,74322,44222,44220,87
Плотность газовой фазы, кг/м3, при 0ºС0,71681,3561,2602,00371,91492,70232,6852,552,50223,457
Плотность газовой фазы, кг/м3, при 20º0,6681,2631,1741,8721,7842,5192,4862,3292,3293,221
Плотность жидкой фазы, кг/м3, при 0º4165465665286096015826466466455
Температура кипения, при 101,3 кПа-161-88,6-104-42,1-47,7-0,5-11,73-6,93,7236,07
Низшая теплота сгорания, МДж/м335,7663,6559,5391,1486,49118,53118,23113,83113,83146,18
Высшая теплота сгорания, МДж/м340,1669,6963,0499,1791,95128,5128,28121,4121,4158
Температура воспламенения, ºС545-800530-694510-543504-588455-550430-569490-570440-500400-440284-510
Октановое число11012510012511591,2099,3580,3087,5064,45
Теоретически необходимое количество воздуха для горения, м3/м33,5216,6614,2823,822,4230,9430,9428,5628,5638,08

Упругость насыщенных паров

Температура, ºСЭтанПропанИзобутанн-Бутанн-ПентанЭтиленПропиленн-БутиленИзобутилен
минус 500,5530,071,0470,1000,0700,073
минус 450,6550,0881,2280,1230,0860,089
минус 400,7710,1091,4320,1500,1050,108
минус 350,9020,1341,6600,1810,1270,130
минус 301,0500,1641,9120,2160,1520,155
минус 251,2150,1972,1920,2590,1820,184
минус 201,4000,2362,4980,3080,2150,217
минус 151,6040,2850,0880,0562,8330,3620,2520,255
минус 101,8310,3380,1070,06803,1990,4230,2950,297
минус 52,0810,3990,1280,0843,5960,4970,3430,345
02,3550,4660,1530,1020,0244,0250,5750,3960,399
плюс 52,5550,5430,1820,1230,0304,4880,6650,4560,458
плюс 102,9820,6290,2150,1460,0375,0000,7640,5220,524
плюс 153,3360,7250,2520,1740,0460,8740,5940,598
плюс 203,7210,8330,2940,2050,0581,0200,6880,613
плюс 254,1370,9510,3410,2400,0671,1320,6940,678
плюс 304,4601,0800,3940,2800,0811,2800,8560,864
плюс 354,8891,2260,4520,3240,0961,4440,9600,969
плюс 401,3820,5130,3740,1141,6231,0721,084
плюс 451,5520,5900,4290,1341,8171,1931,206
плюс 501,7400,6700,4900,1572,0281,3231,344
плюс 551,9430,7590,5570,1832,2571,4641,489
плюс 602,1620,8530,6310,2122,5051,5881,645

Критические параметры

ПоказательМетанЭтанЭтиленПропанПропиленн-БутанИзобутанн-БутиленИзобутиленн-Пентан
Критическая температура, ºСминус 82,532,39,996,8491,94152,01134,98144,4155196,6
Критическое давление, МПа4,584,825,0334,214,543,7473,63,9454,103,331

Опытные коэффициенты объемного расширения βр

ПродуктПри t = 15ºСИнтервал температур, ºС
-20 / +10+10 / +40
Пропан0,003060,002900,00372
Пропилен0,002940,002800,00368
н-Бутан0,002120,002090,00220
н-Бутилен0,002030,001940,00210
Керосин0,00095
Вода0,00019

Зависимость коэффициента объемного расширения βр , °С-1•10-5 от температуры и давления

Давление, МПаТемпература, °С
20406080100
Сжиженный пропан
2,0313384
4,0293345480805
6,0277312406603929
8,0261287353480656
10,0248265311400510
15,0223227251297354
20,0205204218251294
Сжиженный н-бутан
2,0226225247321446
4,0217212227287393
6,0209201210259355
8,0202191195239327
10,0195182182223306
15,0182164164197273
20,0169151151183255

Зависимость коэффициента объемного сжатия βсж от давления, МПа-1•10-6

Давление, МПаТемпература, °С
20406080100
Сжиженный пропан
2,0451755
4,042067412502810
6,0393602104020504600
8,036454488415602980
10,034349275813302090
15,02953945426401070
20,0256320404506640
Сжиженный н-бутан
2,02473555338331350
4,02383354887301100
6,0230319450611918
8,0223303415569781
10,0215284386510669
15,0200256313395479
20,0185229273316358

Как перевести кубические метры природного газа в тонны?

Как перевести кубы природного газа в тонны?
Сколько кубов природного газа в 1 тонне?

Природный газ — это смесь углеводородов с непостоянным составом, поэтому точных данных не существует. Однако от 90 до 98 % природного газа занимает метан CH4 с небольшими примесями более тяжёлых предельных углеводородов.

Плотность метана при нормальных условиях = 0,67 килограмм на кубометр, а так как он занимает большую часть природного газа, то можно предположить, что усреднённая плотность природного газа — 0,75 — 0,8 килограмм на метр кубический.

Тогда найдём количество кубов природного газа в одной тонне:

1000/0,75-0,8= 1250-1330 кубов в тонне газа.

Ответ: 1250-1330 кубов.

Кубы природного газа в тонны

Кубический метр — это единица измерения объёма, а тонна — это единица измерения массы. Чтобы соотнести эти единицы измерения между собой следует воспользоваться плотностью.

В нашем случае мы будем выражать массу (в тоннах) через объём (в кубических метрах) и плотность (в кг/м³).

Формула для перевода кубических метров газа в тонны примет следующий вид:

Тонны = Количество кубометров * Плотность газа / 1000.

Здесь 1000 означает, что масса природного газа дана в тоннах, а не килограммах (1 тонна = 1000 килограмм).

Состав природного газа не является постоянным.

Его большую часть составляет метан (до 98%), также природный газ может включать в себя этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества.

Плотность газа может варьироваться от 0,68 до 0,85 кг/м³ и зависит не только от состава, но и от давления и температуры в месте расчета плотности газа.

В любом случае, чтобы получить точное значение плотности газа, нужно знать соотношение его компонентов — ведь при стандартных условиях (температура 293К и давление 0,1013МПа) их плотность сильно различается.

Метан — 0,668 кг/м³.

Пропан — 1,872 кг/м³.

После определения плотности газа остаётся подставить её в вышеуказанную формулу.

Как перевести кубометры в литры и наоборот: примеры расчетов

Пример 1.На упаковке пластиковых пакетов для мусора указано, что их объем равен 30 литров. Какова вместимость такого пакета в кубометрах?

Простое решение: 30/1000 = 0.03. Объем пакета — 0.03 (три сотых) кубометра.

Пошагово это решение можно расписать так: 30 литров = 30 дм^3 = 30 Х 0.1 м^3 = 30 Х 0.001 м^3 = 0.03 м^3.

Пример 2. По данным статистики, в среднем в России один человек расходует в месяц 6 кубометров воды. Сколько литров воды израсходует за сутки «среднестатистическая» семья из трех человек, если считать, что в месяце 30 дней?

Вариант расчета: В месяц семья из 3 человек израсходует 6 Х 3=18 кубометров воды. Переведем кубометры в литры, умножив на 1000 — и получаем в итоге 18 000 литров в месяц. Разделим на число дней в месяце: 18 000 / 30 = 600. В итоге получается, что ежедневный расход воды на семью в целом составит 600 литров.

Пример 3. Размер чаши детского надувного бассейна составляет 2 Х 3 метра, глубина бассейна — 1 метр. Сколько времени потребуется на то, чтобы наполнить его до краев, если вода поступает в него со скоростью 30 литров в минуту?

Вариант расчета:Рассчитаем вместимость бассейна в кубометрах. 2 м Х 3 м Х 1 м= 6 м^3. Переведем в литры: 6 Х 1000 = 6 000 литров. Остается разделить объем в литрах на количество воды, поступающей за минуту: 6 000 / 30 = 200 минут. Таким образом, бассейн будет наполняться 200 минут (3 часа 20 минут).

Количество литров, содержащихся в кубометре газа – не такой простой вопрос, как может показаться на первый взгляд, учитывая особенности использования газового топлива. Рассмотрим способы перевода объёма газов, используемых в качестве топлива, учитывая их характеристики.

Пример расчёта

Необходимо определить, сколько кубометров газа содержит один баллон со смесью пропан-бутана ёмкостью 50 л, если пропустить его содержимое через газовый счётчик:

  • масса закачиваемой в него газовой смеси – около 21 килограмм;
  • объём в м³ равняется 50/5 = 10;
  • после корректировки по заполняемости баллона получим 10×0,85 = 8,5 м³.

Указанный показатель может изменяться, в зависимости от температуры окружающей среды, поскольку при её понижении давление внутри ёмкости снижается, с соответствующим уменьшением объёма топлива.

Но использование литров газа в кубометры имеет значение только в качестве примерного расчёта. При закупке такого вида топлива важны килограммы газовой смеси и давление внутри ёмкости, а при использовании индивидуальных приборов учёта применяется стандартная единица измерения- кубические метры, порядок перевода которой не зависит от состава газа и определяется простым арифметическим вычислением в соотношении 1 к 1000.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: