Phụ lục B

(Tham khảo)

Các phương trình chuyển đổi giữa các điều kiện chuẩn

Phương trình B.1 đến B.21 cho phép chuyển đổi các giá trị của các đặc tính được liệt kê từ các điều kiện chuẩn T₁/K, T₂/K, p₁/kPa và p₂/kPa thành các giá trị tương đương ở cùng đơn vị của phép đo tại các điều kiện quy chiếu tiêu chuẩn ISO. Các phương trình được đưa ra có hiệu lực đối với các dải 270 < T/K < 300 và 95 < p/kPa < 105.

Các phương trình được đưa ra sử dụng hàm tuyến tính đơn giản của nhiệt độ và áp suất. Những hàm này được rút ra bằng tính xấp xỉ (∂Z/∂p)_T, (∂Z/∂T)_p, (∂Z_air/∂T)_p, 1/(∂/∂T) và 1/(∂/∂T) là các hằng số, các giá trị tương ứng được xác định bằng tính toán thử đối với dải rộng các khí thiên nhiên. Các giá trị được sử dụng là

(∂Z/∂p)_T = -0,000020/kPa

(∂Z/∂T)_p = +0,000025/K

(∂Z_air/∂T)_p = +0,000011/K

...

...

...

1/(∂/∂T) = -0,00001/K

Các giá trị của ∂/∂p và ∂/∂p được lấy là số không.

Mặc dù tính xấp xỉ đơn giản, dự kiến độ chính xác của chuyển đổi sẽ vẫn thường trong giới hạn được trích dẫn trong Phụ lục A. Các phương trình này có thể không được sử dụng để gia tăng số các chữ số được cho trong hệ số chuyển đổi được đưa ra trong Phụ lục A.

Lưu ý rằng các điều kiện chuẩn đối với số liệu nguồn không được đưa ra là K và kPa (ví dụ bằng °C hoặc °F, và bằng atm, mbar, psia hoặc psig tương ứng) sau đó những giá trị này phải được chuyển đổi phù hợp trước khi các phương trình này có thể được áp dụng (xem BS 350:Phần 1:1974).

Thể tích lý tưởng V°

V° (ISO) = V° (T₂,p₂)x 288,15p₂ /101,325T₂           (B.1)

Khối lượng riêng lý tưởng ρ°

ρ°(ISO) = ρ°(T₂,p₂)x101,32572 /288,15 p₂ (B.2)

Tỷ khối lý tưởng d°

...

...

...

Hệ số nén Z

Z(ISO) = Z(T₂,p₂)x[1 + 0,000020(p₂ - 101,325)]/[1+0,000025(T₂ - 288,15)]  (B.4)

Thể tích thực V

V(ISO) = V(T₂,p₂)x[288,15p₂/101,325T₂]x[1 + 0,000020(p₂ -101,325)]/[1 + 0,000025(T₂ -288,15)]                    (B.5)

Khối lượng riêng thực ρ

ρ(ISO) = ρ(T₂,p₂)x[101,325T₂/288,15p₂]x[1 + 0,000025(T₂ - 288,15)] / [1 + 0,000020(p₂ -101,325)]      (B.6)

Tỷ khối thực d

d(ISO) = d(T₂,p₂)x[1 + 0,000014(T₂ - 288,15)]/[1+0,000020(p₂ -101,325)]   (B.7)

Nhiệt trị trên lý tưởng tính theo mol

...

...

...

Nhiệt trị dưới lý tưởng tính theo mol

(ISO) = (T₁,p₁)x[1 +0,00001(T₁ -288,15)]    (B.9)

Nhiệt trị trên lý tưởng tính theo khối lượng

(ISO) = (T₁,p₁)x[1 + 0,00010(T₁ -288,15)]   (B.10)

Nhiệt trị dưới lý tưởng tính theo khối lượng

(ISO) = (T₁,p₁) X [1 + 0,00001(T₁ - 288,15)]             (B.11)

Nhiệt trị trên thực tế tính theo mol

(ISO) = (T₁,p₁)x[1 + 0,00010(T₁-288,15)]    (B.12)

Nhiệt trị dưới thực tế tính theo mol

...

...

...

Nhiệt trị trên lý tưởng tính theo khối lượng

(ISO) = (T₁,p₁)x[1 + 0,00010(T₁ - 288,15)]  (B.14)

Nhiệt trì dưới lý tưởng tính theo khối lượng

(ISO) = (T₁,p₁)x[1+ 0,00010(T₁ - 288,15)]     (B.15)

Nhiệt trị trên lý tưởng tính theo thể tích

 (ISO) =  (T₁,T₂,p_1,p₂)x[101,325T₂ / 288,15p₂]x [1+0,00010 (T₁ - 288,15)]        (B.16)

Nhiệt trị dưới lý tưởng tính theo thể tích

 (ISO) =  (T₁,T₂,p_1,p₂)x[101,325T₂ / 288,15p₂]x [1+0,00001 (T₁ - 288,15)]        (B.17)

Chỉ số Wobbe lý tưởng W°

...

...

...

Nhiệt trị trên thực tính theo thể tích

(ISO) = (T₁,T₂,p_1,p₂)x[101325T₂ / 288,15p₂]x[1 + 0,00010(T₁ - 288,15)]x [1 + 0,000025(T₂ - 288,15)]/[1 + 0,000020(p₂ -101,325)]          (B.19)

Nhiệt trị dưới thực tính theo thể tích

 (ISO) =  (T₁,T₂,p_1,p₂)x[101325T₂ / 288,15p₂]x[1 + 0,00001(T₁ - 288,15)]x [1 + 0,000025(T₂ - 288,15)]/[1 + 0,000020(p₂ -101,325)]          (B.20)

Chỉ số Wobbe thực tế W

W(ISO) = W(T₁,T₂,p_1,p₂)x[101,325T₂/288,15p₂]x[1 + 0,00010(T₁ - 288,15)]x {[1 + 0,000020 (p₂ -101,325)] / [1 + 0,000036 (T₂ - 288,15)]}         (B.21)

Phụ lục C

(Quy định)

...

...

...

Ký hiệu

Ý nghĩa

Đơn vị SI (hoặc bội số)

D

Tỷ khối

_

Nhiệt trị dưới tính theo mol

kJ mol^-1

...

...

...

Nhiệt trị dưới tính theo khối lượng

MJ kg^-1

Nhiệt trị dưới tính theo thể tích

MJ m^-3

Nhiệt trị trên tính theo mol

kj mol^-1

...

...

...

MJ kg^-1

Nhiệt trị trên tính theo thể tích

MJ m^-3

p

Áp suất (tuyệt đối)

kPa

T

Nhiệt độ (tuyệt đối)

...

...

...

t

Nhiệt độ độ C = T - 273,15

°C

V

Thể tích

m³

W

Chỉ số Wobber

MJ m^-3

...

...

...

Hệ số nén

_

ρ

Khối lượng riêng

kg m^-3

Chỉ số dưới

1

...

...

...

2

Điều kiện thể tích chuẩn hoặc đo chuẩn

Chỉ số trên

°

Trạng thái khí lý tưởng (không có chỉ số trên biểu thị trạng thái khí thực)

...

...

...

Phụ lục D

(Tham khảo)

Ví dụ tính toán

Các ví dụ được đưa ra dưới đây sử dụng cho khí thiên nhiên khô thực bao gồm phần lớn là metan trội (lớn hơn khoảng 70 % mol)

VÍ DỤ 1

Khí thiên nhiên có hệ số nén là 0,9971 tại nhiệt độ 273,15 K và áp suất 101,325 kPa, vậy tại các điều kiện quy chiếu tiêu chuẩn ISO hệ số nén của khí thiên nhiên là bao nhiêu?

Từ Bảng A.1, dòng 4, cột 3 (được sử dụng nghịch đảo):

Z(ISO) = 0,9971 x (1/0,9996) = 0,9975

...

...

...

VÍ DỤ 2

1000 m³ khí thiên nhiên tại điều kiện thưởng thi chiếm bao nhiêu thể tích tại điều kiện chuẩn ISO? Thuật ngữ “các điều kiện thường” được lấy đến giá trị trung bình 273,15 K (0 °C) tại 101,325 kPa.

Từ Bảng A.1, dòng 5, cột 3 (được sử dụng nghịch đảo):

V(ISO) = 1000 x (1/0,9476) = 1055,3 m³

Giá trị tương tự (đến năm chữ số có nghĩa) nhận được từ phương trình (B.5).

VÍ DỤ 3

Tính nhiệt trị trên tính theo khối lượng của khí thiên nhiên tại điều kiện quy chiếu tiêu chuẩn ISO khi biết nhiệt trị của khí thiên nhiên tại 25 °C và áp suất 100 kPa là 54,21 MJ.kg^-1.

Nhiệt trị trên tính theo khối lượng và tính theo mol được lấy độc lập với áp suất p₁ trong dải áp suất đã cho ở Phụ lục B (bao gồm dải biến thiên khí quyển thông thường); ấn định áp suất không liên quan đến trường hợp này.

Từ Bảng A. 1, dòng 14, cột 2:

...

...

...

Giá trị tương tự (chính xác) nhận được từ phương trình (B.14),

VÍ DỤ 4

Tính nhiệt trị trên theo thể tích của khí thiên nhiên tại các điều kiện quy chiếu tiêu chuẩn ISO khi xác định được nhiệt trị của khí thiên nhiên tại 60 °F và 101,560 kPa là 38,57 MJ.m^-3

Ví dụ này không thể sử dụng Bảng A.1 để giải quyết do bảng này chỉ có hiệu lực đối với áp suất 101,325 kPa và không bao gồm nhiệt độ độ F được trích dẫn.

Đầu tiên chuyển đổi 60 °F sang thang kelvin:

60 °F = [(60 - 32) x 5/9] + 273,15 = 288,706 K

Sau đó, từ phương trình (B.19):

= 38,56 MJ.m^-3 đến bốn chữ số có nghĩa.

...

...

...

Tính nhiệt trị dưới theo thể tích tại các điều kiện quy chiếu tiêu chuẩn ISO của khí thiên nhiên được xác định nhiệt trị khi cháy đo tại 0 °C là 37,35 MJ.m^-3, việc đốt cháy xảy ra tại 25 °C và áp suất chuẩn trong cả hai trường hợp là một khí quyển tiêu chuẩn là gì?

Thuật ngữ “một khí quyển tiêu chuẩn” được lấy đến giá trị trung bình 101,325 kPa.

Từ Bảng A.1, dòng 20, cột 4:

(ISO) = 37,35 x 0.9477 = 35,40 MJ.m^-3

Giá trị tương tự (đến bốn chữ số có nghĩa) đạt được từ phương trình (B.20).

Phụ lục E

(Tham khảo)

Sử dụng trên phạm vi quốc gia các điều kiện chuẩn

...

...

...

Trong Bảng E.1 dưới đây:

t₁/°C = nhiệt độ chuẩn đốt cháy

t₂/°C = nhiệt độ chuẩn đo và thể tích

Áp suất chuẩn là 101,325 kPa trong tất cả các trường hợp.

Bảng E.1 - Sử dụng trên phạm vi quốc gia các điều kiện chuẩn

t₁/°C

t₂/°C

...

...

...

t₂/°C

Ác-hen-ti-na

15

Indonesia

0

Úc

15

...

...

...

Iran

15

Áo

25

0

l-rơ-len

15

15

...

...

...

25

0

Ý

25

0

Bra-din

0

Nhật Bản

...

...

...

0

Canada

15

15

Hà Lan

25

0

Trung Quốc

20

...

...

...

Niu-di-lân

15

Séc

25

20 và 0

Na-uy

15

...

...

...

25

0

Pa-kit-tan

15

Ai Cập

15

Ru-ma-ni

...

...

...

15 và 0

Phần Lan

15

Nga

25

20 và 0

Pháp

0

...

...

...

Tây Ban Nha

0

0

Đức

25

0

Thụy Điển

0

...

...

...

15

Anh

15

15

Hung-ga-ry

0

Hoa Kỳ

...

...

...

15

Ấn Độ

0

Nam Tư

0

0

Thư mục tài liệu tham khảo

...

...

...

[2] ISO 7504:1984, Gas analysis - Vocabulary (Phân tích khí - Từ vựng)

[3] BS 350:Phần 1:1974, Conversion factors and tables - Part 1: Basic of tables - Conversion factors (Hệ số chuyển đổi và bảng - Phần 1: Cơ sở của bảng - Các hệ số chuyển đổi)

[4] IGU/G-64 (1964), Report of the committee on statistics, documentation and sundry questions - Report of the subcommettee on units, pp. 24-38 (Báo cáo của Ủy ban về các câu hỏi lặt vặt và tài liệu - Báo cáo của tiểu ban về các đơn vị, pp. 24-38)

[5] IGU/G-73 (1973), Report of the committee on statistics, documentation and sundry questions - Report of the subcommettee on units, pp. 83-101 (Báo cáo của Ủy ban về các câu hỏi lặt vặt và tài liệu - Báo cáo của tiểu ban về các đơn vị, pp. 83-101)

[6] IGU/G-76 (1976), Report of the committee on statistics, documentation and sundry questions — Report of the subcommettee on units, pp. 36-43 (Báo cáo của Ủy ban về số liệu thống kê, các câu hỏi lặt vặt và tài liệu - Báo cáo của tiểu ban về các đơn vị, pp. 36-43.)

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12548:2018 (ISO 13443:1996) về Khí thiên nhiên - Điều kiện quy chiếu tiêu chuẩn