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
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
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.
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.
