Раздел Е.3

Е.3 Поправки на неидеальность: эффекты энтальпии

Значение высшей теплоты сгорания идеального газа для , рассчитанное на основе значений молярной доли компонентов, определяемое в разделе 2 как отрицательное значение стандартной энтальпии сгорания обобщенной реакции сгорания [уравнение (Е.1)], в частности, относится к идеальной реакции; т.е. не только к горючему компоненту, присутствие которого предполагается в состоянии идеального газа, но, следовательно, также и к реагирующему кислороду и всем продуктам (за исключением жидкой воды). Поэтому поправка к энтальпии сгорания, в принципе, необходима, принимая во внимание тот факт, что реакции сгорания в действительности не могут происходить таким образом, чтобы все компоненты находились в состоянии идеального газа. Для смеси, какой является природной газ, весь процесс сгорания описывается набором уравнений типа (Е.1) для положительных чисел а, b, с, d, e.

Для такой смеси природного газа, для (первоначально отделенного) кислорода и гомогенного продукта реакции, разница между действительным значением энтальпии одного моля и значением для идеального газа при той же температуре может быть вычислена с помощью соответствующего уравнения состояния. Для бинарного молекулярного взаимодействия (низкое давление) можно показать [8], что в каждом случае разница в энтальпии может быть представлена формулой

, (Е.19)

где В(Т, х) - второй вириальный коэффициент для смеси х;

- объем моля газа, получаемый как положительный результат решения уравнения

. (Е.20)

После этого общая энтальпийная поправка может быть получена как сумма членов с соответствующими весами (т.е. в соответствии со стехиометрией) трех таких членов; вклады от компонентов топлива следует применять с противоположным знаком относительно вкладов от продуктов сгорания.

Вычисления такого рода невозможно выполнить без соответствующего программного обеспечения. Даже при имеющихся компьютерных возможностях это не тривиальная задача, в основном, из-за требований к данным для общей оценки коэффициента B и его температурной производной. К счастью, с помощью модельного вычисления можно показать [8], что для смесей типа природного газа в представляющих интерес условиях общая поправка пренебрежимо мала, обычно она составляет не более (примерно 0,005%). Влияние энтальпийной поправки в настоящем стандарте далее не рассматривается.