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

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.

Fig64

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.

Fig65

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

F87

Поправка к изохорной теплоемкости определяется из уравнения:

F88
Fig67
Fig68

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


ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА