Химия природных энергоносителей и углеродных материалов
жүктеу/скачать 2.82 Mb.
|
| Теплоёмкость – это отношение количества теплоты, переданной веществу, к соответствующему изменению его температуры. Чаще всего применяют удельную теплоёмкость – количество тепла, которое требуется для нагрева 1 кг данного вещества на 1 К. Единица измерения удельной теплоёмкости в СИ – Дж/(кгК).
С повышением температуры нагрева теплоёмкость жидких нефтепродуктов изменяется, поэтому в нефтепродукте используют понятие истинной и средней теплоёмкости. Среднюю теплоёмкость жидких нефтепродуктов определяют в интервале температур нагревания или охлаждения. Среднюю теплоёмкость можно рассчитать по уравнению Фортча и Уитмена [3, 7]:
где – средняя арифметическая температура температурного интервала, ºС. Истинная теплоёмкость жидких нефтепродуктов соответствует некоторой фиксированной температуре и до 200 ºС может быть определена по формуле Крэга [3, 7, 11]
Истинная теплоемкость паров парафинистых нефтепродуктов Ср при малом постоянном давлении определяется по другим формулам, например по уравнению Бальке [3-4, 7] , (1.50) С учетом характеристического фактора . (1.51) Теплоемкость нефтяной фракции и находящихся над ней паров связаны между собой соотношением [3] . (1.52) Для упрощения расчетов можно пользоваться номограммой (см. Прил. 16). Зная плотность жидкого нефтепродукта, можно определить по указанной номограмме при температурах от 0 до 500 оС. Например, для нефтяной фракции плотностью теплоёмкость паров и жидкости при 300 ºС (пунктирная линия) соответственно равна 1,96 и 2,31 кДж/(кгК). Теплоёмкость некоторых газообразных и жидких углеводородов приведена в Прил. 17 и 18. По графику в Прил. 19 можно определить теплоёмкость паров при повышенном давлении в зависимости от Тпр и Рпр.
Определяем теплоёмкость паров Ср при атмосферном давлении: кДж/(кгК). По графику Прил. 19 находим (по Тпр и Рпр) Ср=8,38 кДж/(кгК); ; . Пример. Найти теплоёмкость жидкого бензина ( ) и его паров при температуре 100 ºС. Решение. Теплоёмкость жидкой фазы находим по формуле (1.49) . По формуле (1.50) определим теплоёмкость паров . Теплоемкость смесей нефтепродуктов подсчитывается по правилу аддитивности: , где Ссм, С1, С2, …, Сn – теплоемкость смеси и ее компонентов, кДж/(кг К); х1, х2, …, хn – содержание компонентов, мас. доли. Теплота испарения (теплота парообразования) – это количество тепла, которое необходимо сообщить веществу в равновесном изобарно- изотермическом процессе, чтобы перевести его из жидкого состояния в парообразное (то же количество теплоты выделяется при конденсации пара в жидкость) [12]. Теплота испарения – частный случай теплоты фазового перехода. Различают удельную теплоту испарения (измеряется в Дж/кг) и мольную (молярную) теплоту испарения (Дж/моль). Теплоту испарения химически чистых индивидуальных углеводородов можно найти в литературе [4, 7, 13]. Для нефтяных фракций теплота испарения может быть найдена различными расчетными и графическими методами (см. Прил. 20) [3-4, 14]. Поскольку нефтяная фракция есть смесь углеводородов, выкипающая в некотором интервале температур (а не при строго определенной температуре), то тепло затрачивается не только на испарение, но и на повышение температуры смеси. Теплота испарения нефтепродуктов значительно меньше теплоты испарения воды, что используется в технологии переработки нефти и газа. В среднем теплота испарения легких нефтепродуктов составляет 250–340, тяжелых 160–220 кДж/кг. Теплота испарения при повышенном давлении меньше, а в вакууме больше, чем при атмосферном давлении; при критических температуре и давлении она равна нулю [4]. Для определения теплоты испарения парафинистых низкокипящих нефтепродуктов применимо уравнение Крэга
Возможен расчет теплоты испарения по разности энтальпии нефтепродукта в паровой и жидкой . . фазе при одинаковых температуре и давлении: . (1.54) жүктеу/скачать 2.82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|