Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Единицы измерения параметров газа


Единицы измерения параметров газа

Измерение давления газа. Газы, находящиеся в сосудах, оказывают на поверхности этих сосудов определенное давление, которое называют силой давления.

Силу, приходящуюся на единицу поверхности, принято называть давлением газа.

В системе СИ единицей измерения давления является ньютон на квадратный метр (Н/м2), т. е. давление, при котором на поверхность площадью в 1 м2 действует сила в 1 Н, причем ньютон — это единица силы, сообщающая телу массой в 1 кг ускорение 1 м/с2. Единица паскаль (Па) обозначает давление, вызываемое силой 1 ньютон, равномерно распределенной на поверхности площадью 1 м2.

Давления могут быть избыточными и абсолютными. Газопроводы находятся под действием избыточного давления, т. е. разности внутреннего и наружного давлений. Величину избыточного давления измеряют манометрами, а для получения абсолютного давления необходимо к избыточному давлению прибавить атмосферное.

Измерение температуры. Температура является мерой теплового состояния тела. С изменением температуры свойства тел изменяются. Теплота всегда самопроизвольно переходит от более нагретых тел к менее нагретым. Объясняется это тем, что в холодном теле молекулы двигаются медленнее, чем в теплом. При соприкосновении тел в нагретом теле скорость движения молекул уменьшится и температура понизится, а в теле с низкой температурой температура повысится за счет увеличения скорости движения молекул. При нагревании тела расширяются и увеличивают объем. Больше всего расширяются газообразные тела и меньше твердые.

Пример. Газопровод длиной 100 м при нагревании до 100°С увеличит свою длину только на 12 см; 100 л воды при нагревании до 100 °С увеличат свой объем на 4 л. При нагревании газа от 0 до 273°С его объем увеличивается в 2 раза.

Температура газа, транспортируемого по газопроводам, измеряется термометрами, шкала которых имеет две постоянные точки: точку таяния льда (0 °С) и точку кипения воды (100°С).

Применяется также и шкала Кельвина. На этой шкале точка 0 соответствует абсолютному нулю, т. е. такой степени охлаждения тела (температура тела), при которой прекращается всякое движение молекул любого вещества. Абсолютный нуль, принимаемый за начало отсчета температур в системе СИ, в технической системе равен 273,16 °С. Таким образом, деления 100-градусной шкалы равны делениям абсолютной шкалы, а показания абсолютной шкалы больше на 273,2°.

Пример. Если продукты сгорания газа имеют температуру по Цельсию 200°, то по абсолютной шкале Кельвина та же температура равна Г = 200+273,16 = 473,16 К. Если написано Т= = 673,16 К, то это значит, что температура по 100-градусной шкале составит t = Т—273,16 = 673,16—273,16 = 400 °С.

Для измерения температуры пользуются жидкостными термометрами, в которых используют свойство жидкостей изменять свой объем в зависимости от температуры. Диапазон измерения температур жидкостными термометрами от —200 до 1200 °С.

Наиболее точны и просты в обращении ртутные термометры. Ртуть не смачивает стекла, не загрязняет поверхности. Нижним пределом, ограничивающим применение ртути, является температура замерзания —38,9 °С. Температура кипения ртути при атмосферном давлении (357 °С) не является предельной. Для повышения верхнего предела пространство капилляра над ртутью заполняют инертным по отношению к ртути азотом.

При измерении температур до —70 °С используют спиртовые и толуоловые термометры. Применение пентана позволяет измерять температуры до —200 °С.

Вместо ртутных термометров можно использовать платиновые и медные термометры сопротивления.

Измерение количества теплоты. До последнего времени в качеcтве основной единицы измерения количества теплоты принималась калория (кал). Калория — это количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 г дистиллированной воды для повышения ее температуры с 19,5 до 20,5 °С при давлении 101,325 кПа.

В теплотехнике применялась укрупненная единица измерения — килокалория (ккал), равная 1000 кал. Килокалория (ккал)—это такое количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг дистиллированной воды для повышения ее температуры на 1°.

Теплота является одним из видов энергии, способным производить работу. В системе единиц СИ теплота выражается универсальной единицей — джоулем (Дж).

Джоуль — это работа, которую совершает сила в 1 Н на пути в 1 м. Можно применить и более крупную и удобную единицу (килоджоуль), равную 1000 Дж, 1 Дж = 0,239 кал.

Горение любого топлива, в том числе и газового, сопровождается выделением теплоты. При этом количество теплоты, выделяемое при сжигании различных видов топлива, неодинаково. Поэтому введено понятие удельной теплоты сгорания.

Удельной теплотой сгорания газового топлива называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 нм3 или 1 кг газа. Теплоту сгорания газообразного топлива измеряют в килокалориях на кубический метр (при температуре 0 или 20 °С и давлении 760 мм рт. ст.). Теплота сгорания определяется с помощью специальных приборов — калориметров — или расчетным путем, если известен химический состав газового топлива.

Высшая теплота сгорания газового топлива соответствует условию, при котором водяные пары продуктов сгорания доводятся до жидкого состояния. В реальных условиях сжигания газа водяные пары не конденсируются, а находятся в парообразном состоянии. Понятие низшей теплоты сгорания относится только к тем газам, которые при сгорании выделяют водяные пары. Разница между QB и QH составляет около 600 ккал на каждый килограмм водяных паров, т. е. ~6 ккал на каждый процент влаги, содержащейся в топливе или образующейся при сгорании водорода, входящего в состав горючего газа.

ния обозначают низшие и высшие теплоты сгорания метана, этана и т. д., пересчитанные на 1% горючего компонента.

Для удобства сравнения различных видов топлива введено понятие условного топлива, теплота сгорания которого принимается равной 7000 ккал/кг, или 29 288 кДж/кг.

Чтобы привести любое топливо к условному, необходимо значение его низшей теплоты сгорания разделить на эту величину.

Величина, показывающая, во сколько раз теплота сгорания данного топлива больше теплоты сгорания условного топлива, называется тепловым эквивалентом.

Измерение объема и плотности газов. Объем газа измеряется в кубических метрах (м3). В связи с тем что объем газов значительно изменяется при нагревании, охлаждении и сжатии, для сравнения объемных количеств газа их приводят к нормальным и стандартным условиям.

Нормальными условиями принято считать температуру 0 °С (273,2 К) и давление 101,325 кПа. На практике за единицу измерения количества газа принимают 1 м3 газа, взятого при давлении 101,325 кПа, температуре 20 °С и влажности, равной 0. Эти условия принято считать стандартными.

Чтобы показать, на сколько 1 м3 данного газа легче или тяжелее 1 м3 воздуха, определяют относительную плотность. Для этого необходимо плотность газа разделить на плотность воздуха при нормальных условиях.



Похожие статьи:
Оказание помощи пострадавшим

Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум