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 больше изохорной, т. е.:

Такое же соотношение справедливо для истинной мольной теплоемкости:

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)]:

Графическое определение теплоемкости

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

Зависимость теплоемкости парообразных нефтепродуктов от температуры и плотности

Зависимость теплоемкости нефтепродуктов в паровой фазе от температуры и их относительной плотности по воздуху (I) и от плотности жидких углеводородов по отношению к воде (II)

График представленный на рисунке составлен по уравнению Бальке и Кэй при К=11,8. Так как построение выполнено для нефтепродуктов, имеющих К=11,8, то при К≠11,8 найденную теплоемкость умножают на поправочный коэффициент, который определяют по графику, помещенному в правом углу рисунка.

Зависимость истинной мольной теплоемкости от приведенных температуры и давления

Зависимость истинной мольной теплоемкости нефтяных паров от приведенных температуры и давления

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 при данном и атмосферном давлении. Из графика следует, что истинная мольная изобарная теплоемкость углеводородов в паровой фазе:

Зависимость массовой теплоемкости от температуры и характеризующего фактора

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

Зависимость массовой теплоемкости паров нефтяных фракций от температуры и характеризующего фактора

Изохорная массовая теплоемкость

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

Поправка к изохорной теплоемкости определяется из уравнения:

Величина ацентрического фактора может быть вычислена по формуле:

Аддитивность теплоемкости

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

Показатель адиабаты

Отношение сp/сv = 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:

Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.