燃气工程-第1章--燃气气源概论2

第一章燃气气源概论燃气的种类燃气的基本性质城镇燃气气源的要求第二节燃气的基本性质一、燃气的物理化学性质二、燃气的热力与燃烧特性一、燃气的物理化学性质(一)燃气的组成(二)平均分子量(三)燃气的平均密度和相对密度(四)临界参数与气体状态方程(五)黏度(六)饱和蒸汽压和相平衡常数(七)沸点和露点(八)体积膨胀(九)水化物(也称水合物)(十)含湿量(一)燃气的组成(1)混合气体的组分有三种表示方法：容积成分质量成分分子成分(一)燃气的组成(2)混合液体的组分的表示方法与混合气体相同。(二)平均分子量燃气是多组分的混合物，不能用一个分子式来表示。通常将燃气的总质量与燃气的摩尔数之比称为燃气的平均分子量。(三)燃气的平均密度和相对密度单位体积的燃气所具有的质量称为燃气的平均密度。密度的单位为kg/m3。(1)混合气体的平均密度：压力升高，体积减小；温度升高，体积增大。(三)燃气的平均密度和相对密度(2)相对密度：气体的相对密度是指气体的密度与相同状态的空气密度的比值。(3)混合液体的平均密度(4)相对密度：指液体的密度与水的密度的比值。(四)临界参数与气体状态方程(1)气体的临界参数(2)实际气体状态方程(1)气体的临界参数气体的临界温度在临界温度下，使气体液化所需要的压力称为临界压力；此时气体的各项参数称为临界参数。(1)气体的临界参数1)混合气体的平均临界温度2)混合气体的平均临界压力3)混合气体的平均临界密度临界参数是气体的重要物理指标：气体的临界温度越高，越容易液化。(2)实际气体状态方程(五)黏度物质的粘滞性用黏度来表示。黏度可用动力黏度μ和运动黏度ν表示。一般情况下：气体，T↑，μ↑；P↑，ν↓液体，T↑，μ↓；P↑，ν变化不大(五)黏度(1)混合气体的动力黏度(2)混合液体的动力黏度(3)混合气体和混合液态的运动黏度(六)饱和蒸汽压和相平衡常数(1)饱和蒸汽压(2)相平衡常数(1)饱和蒸汽压1)单一液体的蒸汽压2)混合液体的蒸汽压1)单一液体的蒸汽压液态烃的饱和蒸汽压，简称为蒸汽压，是指在密闭容器中的液体及其蒸汽处于动态平衡时，蒸汽所表示的绝对压力。同种液体的蒸汽压仅取决于温度T。T↑，P↑2)混合液体的蒸汽压在一定温度下，当密闭容器中的混合液体及其蒸汽处于动态平衡时，根据道尔顿定律，混合液体的蒸汽压等于各组分蒸汽分压之和；根据拉乌尔定律，各组分蒸汽分压等于此纯组分在该温度下的蒸汽压乘以其在混合液体中的分子成分。(2)相平衡常数在一定温度下，一定组成的气液平衡系统中，某一组分在该温度下的蒸汽压与混合液体蒸汽压P的比值是一个常数；该组分在气相中的分子成分与其在液相中的分子成分的比值，同样是这一常数，该常数称为相平衡常数。(七)沸点和露点(1)沸点(2)露点1)沸点液体温度升高至沸腾时的温度称为沸点。不同物质的沸点是不同的，同一物质的沸点随压力的改变而改变：压力升高时，其沸点也升高；压力降低时，其沸点也降低。1)沸点通常所说的沸点是指在一个大气压下液体沸腾时的温度。显然，液体的沸点越低，越容易沸腾和气化；沸点越高，越难沸腾和气化。(2)露点饱和蒸汽经冷却或加压，立即处于过饱和状态，当遇到接触面或冷凝核便液化成露，这时的温度称为露点。露点与碳氢化合物的性质及其压力有关。(八)体积膨胀通常将温度每升高1℃，液体体积增加的倍数称为体积膨胀系数。液化石油气的容积膨胀系数很大，大约为水的16倍。(九)水化物(也称水合物)如果碳氢化合物中的水分超过一定含量，在一定的温度和压力条件下，水能与液相和气相的碳氢化合物生成结晶的水化物。M.nH2O水合物很不稳定，压力降低或温度升高，可自行分解。(九)水化物(也称水合物)在湿燃气中形成水化物主要原因是高压力或低温条件；次要原因是燃气中含有杂质和燃气流动状态为高速、紊流、脉动等。(十)含湿量干燃气中所含有的水分的质量称为燃气的含湿量。课堂练习已知混合气体的容积成分为yC2H6=4%，yC3H8=75%，yn-C4H10=20%，yC5H12=1%，求混合气体平均分子量，平均密度和相对密度。已知混合气体的容积成分为yC3H8=50%，yn-C4H10=50%，求其平均临界密度、平均临界温度、平均临界压力。二、燃气的热力与燃烧特性(一)气化潜热(二)燃气的热值(三)着火温度(四)爆炸极限(五)液化石油气状态图(一)气化潜热气化潜热凝结热同一物质在同一状态时气化潜热与凝结热是同一数值，其实质为饱和蒸汽与饱和液体的焓差。(二)燃气的热值燃气的热值是指单位数量的燃气完全燃烧时所放出的全部热量。燃气的热值分为高热值和低热值。(二)燃气的热值高热值是指单位数量的燃气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的原始温度，烟气中的水蒸汽凝结成同温度的水后所放出的全部热量。低热值则是指在上述条件下，烟气中的水蒸汽仍以蒸汽状态存在时，所获得的全部热量。(三)着火温度燃气开始燃烧时的温度称为着火温度。着火温度并不是一个固定值。(四)爆炸极限燃气与空气或氧气混合后，当燃气达到一定浓度时，就会形成有爆炸危险的混合气体，这种气体一旦遇到明火就会爆炸。爆炸下限(可燃气体含量少到不能燃烧)爆炸上限(缺氧而无法燃烧)爆炸极限(五)液化石油气状态图在进行热力计算时，一般需要使用饱和蒸汽压P、比容、温度T、焓值和熵值等五种状态参数。为了使用方便，将这些参数值绘制成曲线图，称之为状态图。