Число Воббе

Число́ Воббе (англ. Wobbe index) (нижче або вище) газоподібного палива — це основний показник якості газу за його теплотою згоряння.

Загальна характеристика

Число Воббе - відношення об'ємної (відповідно, нижчої або вищої) теплоти згорання при певних стандартних умовах, поділене на квадратний корінь відносної густини при тих же стандартних умовах вимірювань.

${\displaystyle W={\frac {H}{\sqrt {d}}},}$

де H — об'ємна теплота згорання;

d — відносна густина газу ${\displaystyle \left(d={\frac {\rho _{\Gamma }}{\rho _{\Pi }}}\right)}$, тобто відношення густини газу до густини повітря при тих самих стандартних умовах вимірювань.

Число Воббе — характеристика горючого газу, що визначає взаємозамінність горючих газів при спалюванні в побутових і промислових пальникових пристроях, вимірюється в мегаджоулях на кубічний метр (МДж/м³).

Для газових і газоконденсатних родовищ Число Воббе знаходиться в межах 40195-50244 кДж/м³, для нафтових родовищ 46057-60711 кДж/м³. Число назване на честь італійського вченого Ґольфредо Воббе (Goffredo Wobbe).

Терміни і визначення

Вища теплота згорання (англ. superior calorific value) — кількість теплоти, що може виділитися при повному згорянні в повітрі певної кількості газу таким чином, що тиск p₁, при якому відбувається реакція, залишається сталим, а всі продукти згоряння набувають тієї ж температури, що і температура реагентів. При цьому всі продукти знаходяться в газоподібному стані, за винятком води, яка конденсується в рідину при t₁.

У тих випадках, коли теплоту згоряння визначають на основі компонентного складу газу, вираженого в одиницях молярної частки, її позначають, як ${\displaystyle {\overline {H}}_{s}(t_{1},p_{1})}$; коли склад виражений в одиницях масової частки, теплоту згоряння позначають як ${\displaystyle {\widehat {H}}_{s}(t_{1},p_{1})}$. У тих випадках, коли теплоту згоряння визначають на основі компонентного складу газу, вираженого в одиницях об'ємної частки, її позначають як ${\displaystyle {\widetilde {H}}_{s}[(t_{1},p_{1}),V(t_{2},p_{2})]}$, де t₂ і p₂ - (виміряні) стандартні умови для об’єму газу

Нижча теплота згорання (англ. inferior calorific value) — кількість теплоти, що може виділитися при повному згорянні в повітрі певної кількості газу таким чином, що тиск p₁, при якому відбувається реакція, залишається сталим, а всі продукти згоряння набувають тієї ж температури, що і температура реагентів. При цьому всі продукти знаходяться в газоподібному стані. Розраховане на основі одиниць молярної частки, масової частки і об'ємної частки компонентів значення нижчої теплоти згорання позначають, відповідно, як ${\displaystyle {\overline {H}}_{l}(t_{1},p_{1})}$, ${\displaystyle {\widehat {H}}_{l}(t_{1},p_{1})}$, і ${\displaystyle {\widetilde {H}}_{l}[(t_{1},p_{1}),V(t_{2},p_{2})]}$.

Відносна густина (англ. relative density) — густина газу, поділена на густину сухого повітря стандартного складу при однакових заданих значеннях тиску і температури. Термін «ідеальна відносна густина» застосовують в тих випадках, коли як газ, так і повітря вважаються середовищами, які підпорядковуються закону ідеального газу , термін «реальна відносна густина» застосовують в тих випадках, коли як газ, так і повітря вважаються реальними середовищами.

Класифікація природного газу

В більшості європейських країн основною якісною характеристикою газу є число Воббе, яке є функцією калорійності і відносної густини природного газу. Згідно із чинним стандартом ISO 3686:1998 природні гази розділені за числом Воббе на дві групи (два сорти): Н–газ та L–газ. Для Н–газу межі числа Воббе становлять 48,36...57,87 МДж/м³ , а для L–газу — 41,28 ... 47,38 МДж/м³. Своєю чергою, вказані групи поділяються на підгрупи, залежно від яких встановлюється ціна на газ для побутових споживачів. Наприклад, в Німеччині природний газ групи Н поділяють на підгрупи E та ES, а газ групи L — на підгрупи ЕІ та LL, у Франції таких підгруп є вісім — Е1...Е4 та L1...L4.

Число Воббе поширених паливних газів

Паливний газ	Вище число ккал/м^3 за нормальних умов	Нижче число ккал/м^3за нормальних умов	Вище число МДж/м^3 за нормальних умов	Нижче число МДж/м^3 за нормальних умов
Водень	11,528	9,715	48,23	40,65
Метан	12,735	11,452	53,28	47,91
Етан	16,298	14,931	68,19	62,47
Етилен	15,253	14,344	63,82	60,01
Природний газ	12,837	11,597	53,71	48,52
Пропан	19,376	17,817	81,07	74,54
Пропілен	18,413	17,180	77,04	71,88
Бутан (сполука)	22,066	20,336	92,32	85,08
Ізобутан	21,980	20,247	91,96	84,71
Бутени	21,142	19,728	88,46	82,54
Зріджений нафтовий газ	20,755	19,106	86,84	79,94
Ацетилен	14,655	14,141	61,32	59,16
Монооксид вуглецю	3,060	3,060	12,80	12,80

Примітка: 1 джоуль = 2.3901×10⁻⁴ ккал.

Див. також

• Питома теплота згоряння
• Природний газ
• Гази природні горючі

Примітки

1. ДСТУ ISO 6976:2009 Природний газ. Обчислення теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа Воббе на основі компонентного складу (ISO 6976:1995/Cor.2:1997, Cor.3:1999, IDT)
2. ISO 13686:1998 Natural gas – Quality designation:. – [Введений 01.01.83]. – Женева: Міжнародна організація зі стандартизації, 1983. – 49 с.
3. А. В. Мотало, В. П. Мотало, О. С. Сендега Дослідження залежності теплотворної здатності природного газу від його фізико-хімічних властивостей Вісник Національного університету «Львівська політехніка»// Автоматика, вимірювання та керування 2010, №665, С.58
4. Wobbe Index and Fuel Gases

Посилання

• The Wobbe Index and Natural Gas Interchangeability (PDF). Emerson Process Management. 30 липня 2007. Архів (PDF) оригіналу за 21 липня 2013. Процитовано 14 квітня 2012. Числа Воббе для природних газів. (англ.)