Объемный и массовый расход газа

Расход газа – это количество газа, прошедшего через поперечное сечение трубопровода за единицу времени. Вопрос в том, что принять за меру количества газа. В этом качестве традиционно выступает объем газа, а получаемый расход называют объемным. Не случайно чаще всего расход газа выражают в объемных единицах (см3/мин, л/мин, м3/ч и т.д.). Другой мерой количества газа является его масса, а соответствующий расход называется массовым. Он измеряется в массовых единицах (например, г/с или кг/ч), которые на практике встречаются значительно реже.

Как объем связан с массой, так и объемный расход связан с массовым через плотность вещества:
, где  – массовый расход,  – объемный расход,  – плотность газа в условиях измерения (рабочие условия). Пользуясь этим соотношением, для массового расхода переходят к использованию объемных единиц (см3/мин, л/мин, м3/ч и т.д.), но с указанием условий (температуру и давление газа), определяющих плотность газа. В России применяют «стандартные условия» (ст. ): давление 101,325 кПа (абс) и температура 20°С. Помимо «стандартных», в Европе используют «нормальные условия» (н.): давление 101,325 кПа (абс) и температура 0°С. В результате, получаются единицы массового расхода н.л/мин, ст.м3/ч и т.д.

Итак, расход газа бывает объемным и массовым. Какой из них следует измерять в конкретном применении? Как наглядно увидеть разницу между ними? Давайте рассмотрим простой эксперимент, где три расходомера последовательно установлены в магистраль. Весь газ, поступающий на вход схемы, проходит через каждый из трех приборов и выбрасывается в атмосферу. Утечек или накопления газа в промежуточных точках системы не происходит.

Источником сжатого воздуха является компрессора, от которого под давлением 0,5…0,7 бар (изб) газ подаётся на вход поплавкового ротаметра. Выход ротаметра подключен ко входу теплового регулятора расхода газа серии EL-FLOW, производства компании Bronkhorst. В нашей схеме именно он регулирует количество газа, проходящее через систему. Далее газ подаётся на вход второго поплавкового ротаметра, абсолютно идентичного первому. При задании расхода 2 н.л/мин с помощью расходомера EL-FLOW первый поплавковый ротаметр дает показания 1,65 л/мин, а второй – 2,1 л/мин. Все три расходомера дают различные показания, причем разница достигает 30%. Хотя через каждый прибор проходит одно и то же количество газа.

Попробуем разобраться. Какая мера количества газа в данной ситуации остается постоянной: объем или масса? Ответ: масса. Все молекулы газа, попавшие на вход в систему, проходят через нее и выбрасываются в атмосферу после прохождения второго поплавкового ротаметра. Молекулы как раз и являются носителями массы газа. При этом удельный объем (расстояние между молекулами газа) в разных частях системы изменяется вместе с давлением.

Здесь следует вспомнить, что газы сжимаемы, чем выше давление, тем меньше объем занимает газ (закон Бойля-Мариотта). Характерный пример: цилиндр емкостью 1 литр, герметично закрытый подвижным поршнем малого веса. Внутри него содержится 1 литр воздуха при давлении порядка 1 бар (абс). Масса такого объема воздуха при температуре равной 20°С составляет 1,205 г. Если переместить поршень на половину расстояния до дна, то объем воздуха в цилиндре сократится наполовину и составит 0,5 литра, а давление повысится до 2 бар (абс), но масса газа не изменится и по-прежнему составит 1,205 г. Ведь общее количество молекул воздуха в цилиндре не изменилось.

Возвратимся к нашей системе. Массовый расход (количество молекул газа, проходящих через любое поперечное сечение в единицу времени) в системе постоянен. При этом давление в разных частях системы отличается. На входе в систему, внутри первого поплавкового ротаметра и в измерительной части расходомера EL-FLOW давление составляет порядка 0,6 бар (изб). В то время, как на выходе EL-FLOW и внутри второго поплавкового ротаметра давление практически атмосферное. Удельный объем газа на входе ниже, чем на выходе. Получается, что и объемный расход газа на входе ниже, чем на выходе.

Эти рассуждения подтверждаются и показаниями расходомеров. Расходомер EL-FLOW измеряет и поддерживает массовый расход воздуха на уровне 2 н.л/мин. Поплавковые ротаметры измеряют объемный расход при рабочих условиях. Для ротаметра на входе это: давление 0,6 бар (изб) и температура 21°С; для ротаметра на выходе: 0 бар (изб), 21°С. Также понадобится атмосферное давление: 97,97 кПа (абс). Для корректного сравнения показаний объемного расхода, все показания должны быть приведены к одним и тем же условиям. Возьмем в качестве таковых «нормальные условия» расходомера EL-FLOW: 101,325 кПа (абс) и температура 0°С.

Пересчет показаний поплавковых ротаметров в соответствии с методикой поверки ротаметров ГОСТ 8.122-99 осуществляется по формуле:

 , где Q – расход при рабочих условиях; Р и Т – рабочие давление и температура газа; Q_С – расход при условиях приведения; Рс и Тс – давление и температура газа, соответствующие условиям приведения.

Пересчет показаний ротаметра на входе к нормальным условиям по этой формуле даёт значение расхода 1,985 л/мин, а ротаметра на выходе – 1,990 л/мин. Теперь разброс показаний расходомеров не превышает 0,75%, что при точности ротаметров 3% ВПИ является отличным результатом.

Из приведенного примера видно, что объемный расход сильно зависит от рабочих условий. Мы показали зависимость от давления, но в той же мере объемный расход зависит и от температуры (закон Гей-Люссака). Даже в технологической схеме, имеющей один вход и один выход, где отсутствуют утечки и накопление газа, показания объемного расходомера будут сильно зависеть от конкретного места установки. Хотя массовый расход будет одним и тем же в любой точке такой схемы.

Хорошо понимать физику процесса. Но, все же, какой расходомер выбрать: объемного расхода или массового? Ответ зависит от конкретной задачи. Каковы требования технологического процесса, с каким газом необходимо работать, величина измеряемого расхода, точность измерений, рабочие температура и давление, особые правила и нормы, действующие в Вашей сфере деятельности, и, наконец, отведенный бюджет. Также следует учитывать, что многие расходомеры, измеряющие объемный расход, могут комплектоваться датчиками температуры и давления. Они поставляются вместе с корректором, который фиксирует показания расходомера и датчиков, а затем приводит показания расходомера к стандартным условиям.

Но, тем не менее, можно дать общие рекомендации. Массовый расход важен тогда, когда в центре внимания находится сам газ, и необходимо контролировать количество молекул, не обращая внимания на рабочие условия (температура, давление). Здесь можно отметить динамическое смешение газов, реакторные системы, в том числе каталитические, системы коммерческого учета газов.

Измерение объемного расхода необходимо в случаях, когда основное внимание уделяется тому, что находится в объеме газа. Типичные примеры – промышленная гигиена и мониторинг атмосферного воздуха, где необходимо проводить количественную оценку загрязнений в объеме воздуха в реальных условиях.

Почему увеличился расход газа? ➔ Блог ГБО-мастеров │ Время Газа

14августа,2020

#Технологии, Часто задаваемые вопросы

Почему на автомобиле возникает большой расход газа

Газовое оборудование 4 поколения набирает все большую популярность среди автомобилистов. Эффективная система позволяет оптимизировать работу мотора и постоянно мониторить показатели с помощью сенсоров. Это, в свою очередь, обеспечивает экономию средств автовладельца и гарантирует надежную работу двигателя. Неправильная установка, настройка или эксплуатация оборудования приводит к появлению проблемы повышенного потребления горючего.

Причины большого расхода газа на автомобиле с ГБО 4 поколения, будь то кроссовер, седан или газель, не всегда очевидны. Чаще всего перерасход возникает из-за неправильной установки оборудования или его скрытых поломок. Иногда потребление топлива растет из-за проблем с другими системами авто. В некоторых случаях увеличенный расход топлива является естественным явлением.

Чтобы определить причину большого потребления газа, необходимо разобраться в основных принципах работы инжекторного двигателя. За впрыск смеси в устройстве отвечают форсунки, которые принудительно подают топливо в камеру сгорания под высоким давлением. Чем быстрее испаряется горючее, тем эффективнее происходит процесс энергообмена.

Важно учитывать тот факт, что расход топлива зависит от количества продуктов переработки нефтяного газа в составе. Чем больше органических соединений, тем интенсивнее используется горючее. Газовая смесь содержит большое число углеводородов, из-за чего процесс сжигания на ГБО осуществляется быстрее, чем в бензиновых двигателях. После переустановки оборудования потребление горючего вполне естественно увеличивается на 15-30% в зависимости от качества запчастей.

Причины чрезмерного увеличения расхода газа

Иногда после установки ГБО-4 автовладельцы замечают, что расход газа на авто увеличился больше, чем на 30%. Это свидетельствует о наличии неисправности двигателя или других систем автомобиля. Также тревожным сигналом является резкое увеличение потребления горючего, не связанное с недавней сменой оборудования.

Основные причины повышенного расхода газа на ГБО-4:

• неправильная настройка ЭСУД;

• прорыв трубы и соединений;

• износ редуктора;

• плохой состав топлива;

• износ ГРМ;

• разгерметизация системы ГБО.

Неправильная настройка электронной системы увеличивает расход газа. Обычно проблема возникает сразу после установки ГБО из-за ошибок сотрудников сервисного центра, допущенных на этапе регулировки. Чтобы исправить ситуацию, обратитесь в СТО.

С прорывами труб и соединений, неисправностью редуктора или газораспределительного механизма и разгерметизацией системы сталкиваются водители, которые уже долгое время ездят на газу. Проблема возникает из-за естественного износа деталей. Если вы пропустили плановый техосмотр оборудования, проверьте исправность составляющих системы в ближайшее время и при необходимости выполните их замену.

Использование некачественного топлива приводит к засорению форсунок. Это, в свою очередь, становится причиной перерасхода газа на ГБО-4. Чтобы исправить ситуацию, обратитесь в СТО и перейдите на более качественное горючее.

Как устранить проблему большого расхода газа на авто

Повышенный расход топлива — это тревожный сигнал для любого автолюбителя. Ездить на неисправном автомобиле не только невыгодно с экономической точки зрения, но и очень опасно. Устранить дефекты в системе ГБО помогут опытные специалисты из компании «Время Газа». Сотрудники СТО установят первопричину проблемы и проведут необходимые работы для ее решения. Не пытайтесь сделать ремонт самостоятельно. Даже незначительные ошибки приведут к возникновению серьезных проблем в дальнейшем.

Регулярно проходите технический осмотр авто. Системы ГБО рекомендуют проверять не реже 1 раза в год в специализированных центрах установки и обслуживания оборудования.

Сеть сертифицированных СТО «Время газа» предлагает услуги установки и ремонта газобаллонного оборудования для жителей всех городов Киевской области:

• Киев
• Борисполь
• Бровары
• Васильков
• Вишневое
• Вышгород
• Обухов
• Осокорки
• Боярка
• Коцюбинское
• Макаров
• Украинка
• Фастов
• Белогородка
• Буча
• Глеваха
• Ирпень
• Тарасовка
• Хотяновка
• Белая Церковь

Новое в блоге

Блог

30декабря,2021

Как подготовить ГБО к зиме и морозам

#Мифы о ГБО, Новости СТО, Технологии, Установка ГБО на автомобили, Часто задаваемые вопросы

29декабря,2021

Как подготовить авто к зиме и морозам

#Технологии, Часто задаваемые вопросы

16ноября,2021

ТОП двигателей на авто из США, с возможностью установки ГБО

#Мифы о ГБО, Технологии, Установка ГБО на автомобили, Часто задаваемые вопросы

28сентября,2021

Путешествовать экологично вместе с ГБО?

#Мифы о ГБО, Технологии, Установка ГБО на автомобили, Часто задаваемые вопросы

31августа,2021

Мощная Toyota Sequoia 5. 7 2017 и система ГБО от MRC Systems

#Мифы о ГБО, Установка ГБО на автомобили, Часто задаваемые вопросы

31августа,2021

Автомобили из Кореи с заводским ГБО

#Мифы о ГБО, Технологии, Часто задаваемые вопросы, Новости рынка

Перейти к блогу

Использование природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

В 2021 году Соединенные Штаты использовали около 30,28 трлн куб. общее потребление энергии.

Использование природного газа в Соединенных Штатах

В США природный газ в основном используется для отопления и производства электроэнергии, но в некоторых секторах потребления природный газ используется и в других целях.

Нажмите, чтобы увеличить

Нажмите, чтобы увеличить

Электроэнергетический сектор использует природный газ для выработки электроэнергии и производства полезной тепловой энергии. В 2021 году на электроэнергетический сектор приходилось около 37% общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 32% потребления первичной энергии электроэнергетическим сектором США. Большая часть электроэнергии, производимой электроэнергетическим сектором, продается и используется другими потребляющими секторами США, и это потребление электроэнергии включается в общее потребление энергии каждым сектором. (Промышленный и коммерческий секторы также используют природный газ для выработки электроэнергии, и они сами используют почти всю эту электроэнергию.) В 2021 году на долю природного газа приходилось 38% от общего объема производства электроэнергии в коммунальных масштабах США всеми секторами9.0003

Промышленный сектор использует природный газ в качестве топлива для технологического отопления, в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии, в качестве сырья (исходного сырья) для производства химикатов, удобрений и водорода, а также в качестве арендного и растительного топлива. В 2021 году на промышленный сектор приходилось около 33% общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 34% общего потребления энергии промышленным сектором США. ²

В жилом секторе природный газ используется для отопления зданий и водоснабжения, приготовления пищи и сушки белья. Около половины домов в США используют природный газ для отопления помещений и нагрева воды. В 2021 году на жилой сектор приходилось около 15% от общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 23% от общего потребления энергии в жилом секторе США.

Коммерческий сектор использует природный газ для обогрева зданий и воды, для работы холодильного оборудования, для приготовления пищи, для сушки одежды и для обеспечения наружного освещения. Некоторые потребители в коммерческом секторе также используют природный газ в качестве топлива в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии. В 2021 году на коммерческий сектор приходилось около 11% от общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 19% от общего потребления энергии в коммерческом секторе США.

Транспортный сектор использует природный газ в качестве топлива для работы компрессоров, которые перемещают природный газ по трубопроводам, а также в качестве автомобильного топлива в виде сжатого природного газа и сжиженного природного газа. Почти все транспортные средства, использующие природный газ в качестве топлива, находятся в государственных и частных автопарках. В 2021 году на транспортный сектор приходилось около 3% от общего потребления природного газа в США. Природный газ был источником около 4% общего потребления энергии транспортным сектором США в 2021 году, из которых 95% приходилось на трубопроводы и распределительные сети природного газа.

Где используется природный газ

Природный газ используется на всей территории Соединенных Штатов, но на пять штатов приходилось около 39% общего потребления природного газа в США в 2020 году.

¹ Источник: Управление энергетической информации США, Monthly Energy Обзор , таблица 4. 3, апрель 2022 г., предварительные данные. Сумма долей может не равняться 100% из-за независимого округления.
² Общее потребление энергии представляет собой потребление первичной энергии в секторах конечного потребления плюс розничная продажа электроэнергии секторам и потери энергии в электрических системах. Также включает другие потери энергии во всей энергосистеме.
³ Источник: Управление энергетической информации США, Natural Gas Annual , сентябрь 2021 г.

Последнее обновление: 24 мая 2022 г., самые последние данные доступны на момент обновления; данные за 2021 год предварительные.

Потребление природного газа в США по конечному использованию

Потребление природного газа в США по конечному использованию

На этой странице используется JavaScipt

• Пожалуйста, используйте Internet Explorer 3+ или Netscape Navigator 3+
• Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript

Потребление природного газа по конечному использованию (миллион кубических футов)

Площадь: НАС. Алабама Аляска Аризона Арканзас Калифорния Колорадо Коннектикут Делавэр район Колумбии Флорида Грузия Мексиканский залив Гавайи Айдахо Иллинойс Индиана Айова Канзас Кентукки Луизиана Мэн Мэриленд Массачусетс Мичиган Миннесота Миссисипи Миссури Монтана Небраска Невада Нью-Гемпшир Нью-Джерси Нью-Мексико Нью-Йорк Северная Каролина Северная Дакота Огайо Оклахома Орегон Пенсильвания Род-Айленд Южная Каролина Северная Дакота Теннесси Техас Юта Вермонт Вирджиния Вашингтон Западная Виргиния Висконсин Вайоминг Период: Ежемесячно Ежегодный

— = данные не сообщаются; — = не применимо; NA = недоступно; W = Скрыто, чтобы избежать раскрытия данных отдельных компаний.

Заметки: Объемы газа, поставленные для использования в качестве автомобильного топлива, включены в общие годовые показатели штата до 2009 года, но не включены в ежемесячные компоненты штата. Оценки объемов газа, поставленного для использования в качестве автомобильного топлива, включены в государственные месячные итоги за январь 2010 г. и далее. Объемы газа, поставленные для использования в качестве автомобильного топлива, включены в общие годовые показатели штата до 2009 года, но не включены в ежемесячные компоненты штата. Оценки объемов газа, поставленного для использования в качестве автомобильного топлива, включены в государственные месячные итоги за январь 2010 г. и далее. Ежегодная публикация по электроэнергии обычно выпускается после ежегодной публикации по природному газу, и в результате самый последний полный год, указанный в ежегодной публикации по природному газу, отражает предварительные объемы и цены в электроэнергетическом секторе. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Comment * Name * Email * Website Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment