ISO 6976:2016 天然ガス—組成からの発熱量、密度、相対密度、ウォッベ指数の計算

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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。

ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

3.1

発熱量大

反応が起こる圧力p₁が一定に保たれ、すべての燃焼生成物がガスに戻されるように、指定された量のガスが酸素と完全に燃焼することによって放出される熱量。反応物の温度と同じ指定温度t₁で、 t₁で液体状態に凝縮される水を除いて、これらの生成物はすべて気体状態にあります。

注記 1ガスの量がモル単位で指定されている場合、総発熱量は ( Hc ) _G ( t₁ , p₁ ) として指定されます。質量ベースの総発熱量を ( Hm ) _G ( t₁ , p₁ ) とします。ガスの量が体積ベースで指定されている場合、総発熱量は ( Hv ) _G ( t₁ 、 p₁ ; t₂ 、 p₂ ) として指定されます。ここで、 t₂およびp₂はガスの体積 (計量) です。参照条件 (図 1 を参照)

3.2

正味発熱量

反応が起こる圧力p₁が一定に保たれ、すべての燃焼生成物がガスに戻されるように、指定された量のガスが酸素と完全に燃焼することによって放出される熱量。反応物の温度と同じ指定温度t₁で、これらの生成物はすべて気体状態にあります。

注記 1モル、質量、および体積ベースでは、正味発熱量はそれぞれ ( Hc ) _N ( t₁ 、 p₁ )、( Hm ) _N ( t₁ 、 p₁ ) および ( Hv ) _N ( t₁ , p₁ ; t₂ , p₂ )

3.3

密度

圧力と温度の指定された条件でのガスサンプルの質量をその体積で割ったもの

3.4

相対密度

同じ指定条件の圧力と温度における基準組成の乾燥空気の密度で割った気体の密度

注記 1:理想相対密度という用語は、気体と空気の両方が理想気体の法則 (3.8) に従う気体と見なされる場合に適用されます。実相対密度という用語は、気体と空気の両方が実流体 (3.9) と見なされる場合に適用されます。乾燥空気の固定参照組成については、ISO/TR 29922 を参照してください。

3.5

大ウォッベ指数

特定の基準条件での体積基準の総発熱量を、同じ特定の計量基準条件での相対密度の平方根で割った値。

注記 1:一般的な用法では、ウォッベ指数という用語は、他の修飾子がない場合、ここでは総ウォッベ指数として識別される数量を意味するものと見なされます。

3.6

ネットウォッベ指数

特定の基準条件での体積基準の正味発熱量を、同じ特定の計量基準条件での相対密度の平方根で割った値。

3.7

変換エンタルピー

ある(初期)状態から別の(最終)状態への物質またはシステムの状態の変化(変換)に伴う熱放出の量

注記1:正の熱放出は、熱力学的慣習により、エンタルピーの数値的に等しい負の増分として表されます。

注記 2:この文書の文脈では、次のことを確認できます。

燃焼エンタルピー: 初期条件は、反応物の未燃焼の化学量論混合物の条件であり、最終条件は、同じ圧力と温度での燃焼生成物の条件です。
標準蒸発エンタルピー: 初期状態は、飽和状態の液体状態の物質の状態であり、最終状態は、同じ温度で理想気体の仮想状態にある同じ物質の状態です。
エンタルピー (またはエンタルピー) 差: 初期条件は、温度T₁のガスまたはガス混合物の条件であり、最終条件は、同じ圧力で異なる温度T₂の同じガスまたはガス混合物の条件です。
エンタルピー (またはエンタルピー) 補正 (残留エンタルピー): 初期状態は、理想気体の仮想状態にある気体または気体混合物の状態であり、最終状態は、同じ圧力および温度での同じ気体または気体混合物の状態です。実在気体の状態。

3.8

理想気体

理想気体の法則に従う気体

注記 1:理想気体の法則は次のように表すことができます。

p^o = RT

どこ

	p	は絶対圧です。
	T	は熱力学的温度です。
	V ^o	は、理想気体 1 モルが占める体積 (理想モル体積) です。
	R	はコヒーレント単位でのガス定数です。

3.9

実在ガス

体積の理想から逸脱したガス

グレード 1 から入門:理想気体の法則に従う実在気体はありません。体積の理想性からの逸脱は、状態方程式で表すことができます。

pV = Z ( p , T ) RT

どこ

	V	実在気体の 1 モルが占める体積 (実モル体積) です。
	Z ( p , T )	は変数で、多くの場合 1 に近く、圧縮係数 (3.10) として知られています。

3.10

圧縮係数

理想気体の法則から計算されたのと同じ条件下で、指定された圧力と温度での特定量の気体の実際の (実際の) 体積をその体積で割った値

3.11

燃焼基準条件

指定された温度t₁と圧力p₁で、燃料が概念的に燃焼する

3.12

計量基準条件

指定された温度t₂と圧力p₂で、燃焼される燃料の量が概念的に決定されます。

注記1計量参照条件が燃焼参照条件と同じであるというアプリオリな理由はない(図1参照)

注記2世界中でさまざまな参照条件が使用されている。

注記 3:この文書全体を通して、15.55 °C の使用は、正確に 60 °F に相当する摂氏、つまり 15 ^5/9または 15.55 (繰り返し) °C の省略表現として意図されています。

注記 4: 101.325 kPa に相当する正確な値は、(101 325) (0.304 8/12) ²/ (0.453 592 37) (9.806 65) = 14.695 949 …から計算できます。この値は、実際には、通常は 14.696 psi に丸められ、丸められた値は 101.325 kPa に等しいと見なされます。

図1−体積ベースの発熱量−計量および参照燃焼条件

参考文献

[1]	ISO 20765-2, 天然ガス — 熱力学的特性の計算 — 2: 適用範囲を拡大するための単相特性 (気体、液体、高密度流体)
[2]	ISO 80000-1:2009, 数量および単位 — 1: 一般
[3]	ISO/TR 29922: — ¹ 、天然ガス — ISO 6976 に準拠した物理特性の計算に関するサポート情報
[4]	ISO/IEC Guide 99, 計量に関する国際語彙 — 基本的および一般的な概念と関連用語 (VIM)
[5]	測定データの評価 — 測定における不確かさの表現へのガイド (GUM 1995, 軽微な修正あり)、計量ガイド合同委員会、JCGM 100:200, 120+ viii p
[6]	Humphreys AE, 天然ガスおよび同族流体の成分のいくつかの熱物理特性。 Groupe Europeen de Recherches Gazières, GERG Technical Monograph TPC/1 。 1986年、43頁
[7]	Mohr PJ, Taylor BN, Newell DB, CODATA の基本物理定数の推奨値: 2010. Rev. Mod. Phys. 2012, 84(4) pp. 1527–1605
[8]	Wieser ME, Berglund M 元素の原子量 2007. Pure Appl.化学。 2009, 81(11) pp.2131–2156
[9]	Picard A, Davis RS, Gläser M, Fujii K 湿った空気の密度の式を改訂しました (CIPM-2007)計測学。 2008年、45 pp.149–155
[10]	Kunz O.、Klimeck R.、Wagner W.、Jaeschke M.、 The GERG-2004 Wide-Range Equation of State for Natural Gases and Other Mixtures, GERG Technical Monograph TM-15 。 2007年、535頁
[11]	Wagner W, Pruss A 一般的および科学的使用のための通常の水物質の熱力学的特性のための IAPWS 定式化 199 Ｊ．Ｐｈｙｓ．化学参照データ。 2002, 31 pp. 387–535
[12]	IAPW, 一般的および科学的使用のための通常の水物質の特性に関する IAPWS フォーミュレーション 1995 のエンタルピーの不確実性 (IAPWS-95) および IAPWS 産業水と蒸気の熱力学的性質の定式化 1997 (IAPWS-IF97)

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

gross calorific value

amount of heat that would be released by the complete combustion with oxygen of a specified quantity of gas, in such a way that the pressure, p₁, at which the reaction takes place remains constant, and all the products of combustion are returned to the same specified temperature, t₁, as that of the reactants, all of these products being in the gaseous state except for water, which is condensed to the liquid state at t₁

Note 1 to entry: Where the quantity of gas is specified on a molar basis, the gross calorific value is designated as (Hc) _G (t₁,p₁); on a mass basis, the gross calorific value is designated as (Hm) _G (t₁,p₁). Where the quantity of gas is specified on a volume basis, the gross calorific value is designated as (Hv) _G (t₁,p₁;t₂,p₂), where t₂ and p₂ are the gas volume (metering) reference conditions (see Figure 1).

3.2

net calorific value

Note 1 to entry: On molar, mass and volume bases, the net calorific value is designated respectively as (Hc) _N (t₁,p₁), (Hm) _N (t₁,p₁) and (Hv) _N (t₁,p₁;t₂,p₂).

3.3

density

mass of a gas sample divided by its volume at specified conditions of pressure and temperature

3.4

relative density

density of a gas divided by the density of dry air of reference composition at the same specified conditions of pressure and temperature

Note 1 to entry: The term ideal relative density applies when both gas and air are considered as gases that obey the ideal gas law (3.8). The term real relative density applies when both gas and air are considered as real fluids (3.9). For the fixed reference composition of dry air, see ISO/TR 29922.

3.5

gross Wobbe index

volume-basis gross calorific value, at specified reference conditions, divided by the square root of the relative density at the same specified metering reference conditions

Note 1 to entry: In common usage, and in the absence of any other qualifier, the term Wobbe index is taken to mean the quantity that is here identified as gross Wobbe index.

3.6

net Wobbe index

volume-basis net calorific value, at specified reference conditions, divided by the square root of the relative density at the same specified metering reference conditions

3.7

enthalpy of transformation

amount of heat release that accompanies the change in condition (transformation) of a substance or system from one (initial) condition to another (final) condition

Note 1 to entry: A positive heat release is represented by thermodynamic convention as a numerically equal negative increment of enthalpy.

Note 2 to entry: In the context of this document, the following can be identified:

enthalpy of combustion: the initial condition is that of an unburned stoichiometric mixture of reactants and the final condition is that of the products of combustion at the same pressure and temperature;
standard enthalpy of vaporization: the initial condition is that of a substance in the liquid state at saturation and the final condition is that of the same substance in the hypothetical state of the ideal gas at the same temperature;
enthalpy (or enthalpic) difference: the initial condition is that of a gas or gas mixture at temperature T₁ and the final condition is that of the same gas or gas mixture at the same pressure but at a different temperature T₂;
enthalpy (or enthalpic) correction (residual enthalpy): the initial condition is that of a gas or gas mixture in the hypothetical state of an ideal gas and the final condition is that of the same gas or gas mixture at the same pressure and temperature in the state of the real gas.

3.8

ideal gas

gas that obeys the ideal gas law

Note 1 to entry: The ideal gas law can be expressed as

p · V^o = R · T

where

	p	is the absolute pressure;
	T	is the thermodynamic temperature;
	V^o	is the volume occupied by one mole of ideal gas (ideal molar volume);
	R	is the gas constant in coherent units.

3.9

real gas

gas that deviates from volumetric ideality

Note 1 to entry: No real gas obeys the ideal gas law. Deviations from volumetric ideality can be written in terms of the equation of state

p · V = Z(p,T) · R · T

where

	V	is the volume occupied by one mole of the real gas (real molar volume);
	Z(p,T)	is a variable, often close to unity, and is known as the compression factor (3.10) .

3.10

compression factor

actual (real) volume of a given amount of gas at a specified pressure and temperature divided by its volume under the same conditions as calculated from the ideal gas law

3.11

combustion reference conditions

specified temperature, t₁, and pressure, p₁, at which the fuel is notionally burned

3.12

metering reference conditions

specified temperature, t₂, and pressure, p₂, at which the volume of fuel to be burned is notionally determined

Note 1 to entry: There is no a priori reason for the metering reference conditions to be the same as the combustion reference conditions (see Figure 1).

Note 2 to entry: A range of reference conditions is in use throughout the world.

Note 3 to entry: Throughout this document, the use of 15,55 °C is intended as shorthand for the exact Celsius equivalent of 60 °F, i.e. 15^5/9 or 15,55 (recurring) °C.

Note 4 to entry: The exact equivalent of 101,325 kPa in psi can be calculated from(101 325) · (0,304 8/12)²/ (0,453 592 37) · (9,806 65) = 14, 695 949 ….This value is, in practice, normally rounded to 14,696 psi and the rounded value deemed equal to 101,325 kPa.

Figure 1—Calorific value on a volume basis — Metering and combustion reference conditions

Bibliography

[1]	ISO 20765-2, Natural gas — Calculation of thermodynamic properties — 2: Single-phase properties (gas, liquid, and dense fluid) for extended ranges of application
[2]	ISO 80000-1:2009, Quantities and units — 1: General
[3]	ISO/TR 29922:— ¹ , Natural gas — Supporting information on the calculation of physical properties according to ISO 6976
[4]	ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)
[5]	Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM 1995 with minor corrections), Joint Committee for Guides in Metrology, JCGM 100:2008 (BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML), 120+viii p
[6]	Humphreys A.E., Some Thermophysical Properties of Components of Natural Gas and Cognate Fluids. Groupe Européen de Recherches Gazières, GERG Technical Monograph TPC/1. 1986, 43 p
[7]	Mohr P.J., Taylor B.N., Newell D.B., CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2010. Rev. Mod. Phys. 2012, 84 (4) pp. 1527–1605
[8]	Wieser M.E., Berglund M., Atomic weights of the elements 2007. Pure Appl. Chem. 2009, 81 (11) pp. 2131–2156
[9]	Picard A., Davis R.S., Gläser M., Fujii K., Revised formula for the density of moist air (CIPM-2007). Metrologia. 2008, 45 pp. 149–155
[10]	Kunz O., Klimeck R., Wagner W., Jaeschke M., The GERG-2004 Wide- Range Equation of State for Natural Gases and Other Mixtures, GERG Technical Monograph TM-15. 2007, 535 p
[11]	Wagner W., Pruss A., The IAPWS formulation 1995 for the thermodynamic properties of ordinary water substance for general and scientific use. J. Phys. Chem. Ref. Data. 2002, 31 pp. 387–535
[12]	IAPWS (International Association for the Properties of Water and Steam) Advisory Note No.1 (2003), Uncertainties in Enthalpy for the IAPWS Formulation 1995 for the Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use (IAPWS-95) and the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam (IAPWS-IF97)

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3 用語と定義

参考文献

3 Terms and definitions

Bibliography

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