Котировки акций
adrbidask
Газпром0.000.00
ГМК0.000.00
Лукойл0.000.00
Роснефть0.000.00
Ростелеком0.000.00
Сургутнефтегаз0.000.00
Татнефть0.000.00
ВТБ0.000.00
Данный на 00:00 МСК
Товарные рынки
BIDASK
Золото0.000.00
Серебро0.000.00
Платина0.000.00
Палладий0.000.00
Алюминий0.000.00
Никель0.000.00
Медь0.000.00
Нефть Brent0.000.00
Нефть Лайт0.000.00

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Удельная теплоемкость Теплота парообразования Энтальпия
Теплопроводность Теплота плавления Теплота сгорания Тепловые эффекты

Понятие теплоемкости

Теплоемкость - количество тепла, необходимое для нагревания единицы массы вещества на один градус. В зависимости от способа выражения состава вещества различают массовую [Дж/(кг·К)], мольную [Дж/(кмоль·К)] и объемную [Дж/(м3·К)] теплоемкости. На практике чаще всего применяют массовую теплоемкость.

Различают истинную и среднюю удельные теплоемкости, которые относят к 1 кг, 1 м3 или 1 кмоль вещества.

Теплоемкость, соответствующая бесконечно малому изменению температуры (иначе теплоемкость при данной температуре), называется истинной удельной теплоемкостью:

F77

Средней удельной теплоемкостью называется отношение количества тепла (Q), сообщаемого телу при нагревании или отнимаемого при охлаждении, к изменению температуры:

F78

В зависимости от условий определения различают изобарную теплоемкость (при постоянном давлении сp), изохорную теплоемкость (при постоянном объеме сv), теплоемкость в состоянии насыщения (температура и давление переменны в соответствии с зависимостью давления насыщенных паров от температуры). Теплоемкость при постоянном давлении сp больше теплоемкости при постоянном объеме сv.

Теплоемкость нефтепродукта парафинового основания при одной и той же температуре приблизительно на 15% выше теплоемкости нефтепродукта нафтенового основания или ароматизированного, имеющего ту же плотность. Теплоемкость нормальных углеводородов выше теплоемкости изомеров.

С повышением температуры теплоемкость жидких углеводородов повышается. С увеличением плотности и молекулярной массы теплоемкость углеводородов уменьшается, за исключением ароматических, для которых характерно возрастание теплоемкости.

Для жидкостей изобарная теплоемкость незначительно превышает изохорную, т. е. сpсv.

Расчет теплоемкости

Для расчета удельной теплоемкости жидких нефтепродуктов [кДж/(кг·К)] широко используется эмпирическое уравнение Крэга:

F79

Более точной, учитывающей химический состав нефтепродукта, является формула Ватсона и Нельсона:

F80

Теплоемкость (удельную теплоемкость) жидких нефтепродуктов можно определить при помощи различных номограмм:

Fig60 Fig61 Fig62

График построен на основании уравнения Крэга для нефтепродуктов с определенным характеризующим фактором К=11,8.

Для других значений К найденную величину теплоемкости умножают на поправочный коэффициент, который находят по графику, помещенному в правом углу рисунка.

По рисунку можно найти удельную теплоемкость углеводорода любого типа, для каждого из которых в центре номограммы имеется самостоятельная шкала. На этих шкалах отложены приведенные температуры. Шкала (Nc) соответствует числу атомов углерода в молекуле углеводорода.

Теплоемкость определяют проведением луча через две точки: Nc и Т/Ткр. Если луч попадает на правую шкалу, то по ней отсчитывают теплоемкость (до сp=3,1). Если луч выходит за верхний предел этой шкалы, то по верхней шкале находят коэффициент F и теплоемкость расчитывают по формуле:

F81

Для нефтяных фракций теплоемкость легко определяется по номограмме, приведенной на рисунке, по относительной плотности и характеризующему фактору К.

Для определения теплоемкости нефтей и фракций любого состава предложена следующая формула:

F82

Теплоемкость газов и нефтяных паров

Теплоемкость углеводородных газов и нефтяных паров в отличие от жидких нефтепродуктов зависит не только от их химического состава и температуры, но и от давления. Для идеальных газов изобарная массовая теплоемкость (сp) больше изохорной (сv), т. е.:

F83

Такое же соотношение справедливо для истинной мольной теплоемкости:

F84

Истинная мольная теплоемкость газообразных углеводородов с повышением температуры и молекулярной массы возрастает. При одном и том же числе углеродных атомов в молекуле наибольшая теплоемкость соответствует углеводородам парафинового ряда.

Удельную массовую теплоемкость нефтепродукта в паровой фазе при атмосферном давлении можно рассчитать по уравнению Бальке и Кэй [кДж/(кг·К)]:

F85

Теплоемкость (удельную теплоемкость) нефтепродуктов в паровой фазе можно определить при помощи различных графиков:

Fig63 Fig64 Fig65

По уравнению Бальке и Кэй при К=11,8 составлен график, приведенный на рисунке. Так как график построен для нефтепродуктов, имеющих К=11,8, то для нефтепродуктов с К≠11,8 найденную теплоемкость умножают на поправочный коэффициент, который определяют по графику, помещенному в правом углу рисунка.

Влияние давления на истинную мольную теплоемкость нефтепродуктов в паровой фазе проявляется при давлении выше 0,5 МПа. Характер этого влияния показан на графике, на котором истинная мольная теплоемкость нефтяных паров представлена как функция приведенных давлений и температур.

На оси ординат нанесены значения разности между истинной мольной теплоемкостью прй данном давлении (сp) и при атмосферном давлении (сРо). Из графика следует, что истинная мольная изобарная теплоемкость углеводородов в паровой фазе:

F86

При относительно небольшом давлении (до 1,5 МПа) массовую теплоемкость нефтяных паров можно найти по упрощенному графику.

Fig67
Fig68

Изохорная массовая теплоемкость углеводородных газов и паров рассчитывается по формуле [кДж/(кг·К)]:

F87

Поправка к изохорной теплоемкости определяется из уравнения:

F88

Величина ацентрического фактора может быть вычислена по формуле:

F89

Теплоемкость - аддитивная физическая величина. Массовую теплоемкость смеси нефтепродуктов ссм можно определить по правилу смешения по массовым концентрациям компонентов в смеси и их теплоемкостям:

F90

Отношение сpv = k является показателем адиабаты, который уменьшается с повышением температуры и с увеличением молекулярной массы углеводородов.

Показателем адиабаты пользуются при вычислении истинной мольной теплоемкости при постоянном объеме, а также в расчетах адиабатического сжатия газов по формуле:

F91

Теплоемкость водорода

При глубокой переработке нефти в технологических процессах часто используется водород. Поэтому важно знать его свойства. По тепловым характеристикам он существенно отличается от углеводородов, в частности, его теплоемкость в 5-6 раз выше, чем последних. Значения изобарной теплоемкости водорода сp в интервале температур 273-773К и при давлениях до 30 МПа.



Удельная теплоемкость Теплота парообразования Энтальпия
Теплопроводность Теплота плавления Теплота сгорания Тепловые эффекты

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Курс валют предоставлен сайтом kursvalut.com