Газопроводы низкого, высокого и среднего давления

Система газоснабжения представляет собой сложный комплекс сооружений, предназначенный для транспортировки, обработки и распределения газа потребителям.

В систему газоснабжения входят:

— газовые сети (газопроводы) низкого, среднего и высокого давления;

— газораспределительные станции, газорегуляторные пункты и установки;

— службы и вспомогательные сооружения, предназначенные для нормальной работы системы.

Система должна быть надежной, бесперебойной и безопасной в эксплуатации, удобной и простой в обслуживании, а также должна предусматривать возможность отключения отдельных элементов или участков для производства ремонтных работ.

Основным элементом газовых сетей являются газопроводы, которые классифицируются по следующим признакам:

по давлению: газопроводы низкого давления — до 5кПа;

газопроводы среднего давления — 5кПа — 0,3МПа;

газопроводы высокого давления — 0,3 — 1,2МПа.

высокого давления I категории 0,6 МПа – 1,2 МПа;

высокого давления II категории 0,3-0,6Мпа.

Газопроводы низкого давления служат для снабжения газом бытовых потребителей, предприятий общественного питания, небольших отопительных котельных.

Газопроводы среднего давления и газопроводы высокого давления служат для подвода газа к городским распределительным сетям низкого и среднего давления через газораспределительные пункты (ГРП), а также для подачи газа через ГРП и газорегуляторные установки (ГРУ) к промышленным и коммунальным предприятиям.

Из городских газопроводов высокого давления природный газ через ГРП и ГРУ поступает всем потребителям города. Обычно городские газопроводы высокого давления сооружаются в виде колец, полуколец или лучей. Связь между газопроводами с различным давлением газа осуществляется только через ГРП.

По местоположению относительно отметки земли газопроводы подразделяются на подземные (подводные) и наземные (надводные).

По назначению в системе газоснабжения — на городские магистральные (от газораспределительной станции (ГРС) до головных ГРП), распределительные (от ГРП до вводов в здание, включая отключающее устройство на вводе в здание), импульсные (от газового оборудования до контрольно измерительных приборов) и продувочные (газопроводы для удаления воздуха из системы газоснабжения).

По расположению в системе газоснабжения потребителей — наружные (уличные, квартальные, дворовые, межцеховые, межпоселковые) и внутренние (внутрицеховые, внутридомовые — от ввода в здание до потребителя).

По конфигурации — на кольцевые, полукольцевые, тупиковые и смешанные.

По материалу труб — на стальные, полиэтиленовые (обозначение Пэ), резинотканевые (к плите, например).

Трассы газопроводов обычно проектируются по кратчайшему расстоянию до потребителя. Обычно газопроводы прокладываются в населенных пунктах по свободным от строительных сооружений местам — проездам, улицам.

При разработке систем газоснабжения учитываются естественные и искусственные препятствия. Число переходов через них должно сводиться к минимуму. Так, подводные переходы осуществляют несколькими нитками. Газопроводы при подводной прокладке покрываются изоляцией весьма усиленного типа.

Природный газ от городских распределительных сетей поступает на территорию промышленного предприятия через главное отключающее устройство, которое расположено вне территории предприятия в доступном и удобном для обслуживания месте. На вводе газопровода в цех отключающее устройство может устанавливаться либо снаружи, либо внутри здания. Внутри здания (цеха) газопроводы прокладываются по стенам или колоннам в виде тупиковых линий (кольцевые газопроводы сооружаются только в особо ответственных цехах). Отключающие устройства устанавливаются также перед каждым потребителем газа. С целью освобождения газопроводов от воздуха (перед пуском газопровода в эксплуатацию) или газа (при выполнении ремонтных работ) газопроводы промышленных предприятий оборудуются продувочными трубопроводами. Отводы к продувочным трубопроводам предусматриваются в конце каждого тупикового участка и перед последним отключающим устройством потребителя газа.

Расстояния между газопроводами и различными коммуникациями регламентируются правилами безопасности в газовом хозяйстве и называется охранной зоной газопровода .

Для распределения природного газа промышленным предприятиям применяются следующие системы газоснабжения:

— одноступенчатые, состоящие из газопровода низкого или среднего или высокого давления;

— двухступенчатые, состоящие из сетей среднего и низкого или высокого и низкого давления;

— трехступенчатые, состоящие из сетей высокого, среднего и низкого давления;

Многоступенчатые, включающие газопроводы низкого, среднего и высокого давления .

В небольших городах и населенных пунктов обычно принимают двухступенчатую систему. При невозможности прокладки газопровода высокого давления (в местах наибольшего скопления населения) проектируют газопроводы среднего давления или применяют трехступенчатую систему.

Многоступенчатые системы газоснабжения с газопроводами высокого давления применяют только в крупных населенных пунктах. Кольцевые системы газоснабжения обычно прокладываются в крупных и средних населенных пунктах, а небольших городах используются тупиковые системы газоснабжения.

Крупные потребители природного газа (например, ТЭЦ, крупные заводы, химические комбинаты) могут подключаться через специальные газопроводы к ГРС или магистральным газопроводам .

Газорегуляторные пункты

    Данный вид газораспределительных пунктов получил широкое применение в промышленности, коммунально сфере, газоснабжении многокартирных и индивидуальных жилых домов. Такая популярность обусловлена прежде всего широким диапазоном выпускаемого оборудования, благодаря чему сфера применения ГРПШ очень широка. Благодаря шкафной конструкции отпадает необходимость постройки отдельного здания для ГРПШ.

• Бытовые (домовые) ГРПШ

    Для бытового газоснабжения индивидуальных потребителей используются ГРПШ марок ГРПШ-6, ГРПШ-10, ГРПШ-10МС. Эти приборы используются для понижения входного высокого или среднего давления на низкое, поддержания выходного давления на заданном уровне. Кроме того ГРПШ отключают подачу газа при аварийном повышении или понижении давления газа на выходе, а также при отсутствии входного давления, или если расход газа превышает допустимое значение.

• ГРПШ с одной линией редуцирования и байпасом.

ГРПШ-400, ГРПШ-400-01, ГРПШ-01-У1, ГРПШ-07-У1, ГРПШ-13-1Н(В)У1, ГРПШ-15-1Н(В)У1, ГРПШ-1 и др.

Данные ГРПШ имеют одну линию редуцирования, один байпас, один выход. Применяются в системах газоснабжения промышленных и коммунально-бытовых объектов. Производят очистку газа от механических примесей, понижают давление газа на входе до заданного уровня и поддерживают давление газа на выходе на заданном уровне независимо от колебаний давления на входе и расхода газа. Автоматически отключают подачу газа при аварийном отклонении давления газа на выходе сверх заданных пределов.

• ГРПШ с основной и резервной линией редуцирования и байпасом

ГРПШ-13-2Н(В)У1, ГРПШ-15-2Н(В)У1, ГРПШ-16-2Н(В)У1 и др.

Данные ГРПШ имеют основную и резервную линии редуцирования. Применяются в системах газоснабжения промышленных объектов и в коммунально бытовом хозяйстве. Функцией данного ГРПШ также является снижение среднего и высокого входного давления газа на низкое и удержание выходного давления на заданном уровне независимо от колебаний входного давления и расхода газа. Кроме того ГРПШ автоматически отключает подачу газа при выходе давления газа за допустимый диапазон.

Применение в газификации индивидуальных ГРПШ

В 2011 года ситуация изменилась и нормативные документы позволили прокладывать по населенному пункту газопроводы со средним давлением (см. рис.5).

Рисунок 5 — Схема газификации населенного пункта газопроводом среднего давления.

Индивидуальные ГРПШ — решение проблемы

При этом на территории потребителя устанавливаются индивидуальные ГРПШ (см. рис.6.), которые снижают среднее входное давление до низкого. Газификация средним давлением позволила решить много проблемных ситуаций. Появилась возможность снизить диаметр газопровода и соответственно уменьшить размер применяемой запорной арматуры, что существенно снижает себестоимость газификации населенных пунктов. Увеличение давления в подводящем газопроводе (фактически увеличение переносимой массы газа в единицу времени) – решило проблему с недостатком газа у дальнего потребителя в моменты пикового отбора газа (рис.5).

Рисунок 6 — Газорегуляторный пункт шкафного типа ГРПШ-FES-1-60

Применение в газификации индивидуальных ГРПШ решает массу предыдущих проблем, но при неправильной эксплуатации, как и со всем оборудованием, порой возникают новые.

Основные причины отключения газа

В этом пункте мы постараемся Вам рассказать об основных проблемах, которые возникают при эксплуатации ГРПШ.

Отключение головного ГРПШ происходит очень редко, так как в нем установлено, как правило, две линии редуцирования (основная и резервная). При отключении основной линии редуцирования автоматически включается резервная. Куда чаще причиной просадки входного давления является образование ледяной пробки или иными словами закупорка подводящего газопровода

На практике совместно с эксплуатирующей организацией нами было выявлено несколько типовых проблем связанных с «закупоркой» регулятора:

А) проблема строительного мусора, она остро стоит при монтаже новых газовых сетей. По технологии строительства газопровода после монтажа необходимо осуществить продувку газопровода, но иногда данный этап монтажной компанией бывает пропущен. Строительный мусор оставленный в газопроводе рано или поздно попадает в регулятор тем самым забивает его, вследствие чего пропадает давление.

Б) ледяная пробка, эта проблема встречается как в новых газопроводах, так и в тех, которые уже эксплуатируются. Вода попадает в газопровод так же, как и строительный мусор при монтаже газопроводов, а зимой при минусовой температуре замерзает перед регулятором создавая пробку, вследствие чего пропадает давление.   

За десять лет мы ни разу не сталкивались с ситуацией, когда прекращение подачи газа было связанно с заводским браком регулятора модели FE производства Pietro Fiorentini. Хотя в настоящий момент много изготовителей, которые производят свои модели регуляторов или копируют данный регулятор и на просторах нашей страны можно встретить огромное количество «клонов» (детально в разделе регулятор давления газа).

В своей практике мы иногда встречаемся со случаями, когда представители технических служб, приезжая на вызов по отключению газа, не выявляют причину прекращения подачи газа, а просто советуют потребителю заменить регулятор. Это связанно с большой текучкой кадров в технических службах и большим количеством разнообразных моделей регуляторов различных изготовителей, каждый из которых имеет свои нюансы. При этом регулятор может быть исправен, но есть проблемы в самой системе подачи газа. И если вы купите и поставите новый регулятор – он может так же будет отключаться.

В следующей статье мы детально рассмотрим работу регулятора и определим методы идентификации причин отключения и что нужно делать для восстановления подачи газа.

Как осуществить правильный подбор ГРПШ

Посмотреть ГРПШ FES-1-60 в каталоге

Какое типичное давление природного газа представляет собой регулятор давления в жилом помещении?

Давление газа в бытовых печах

Неправильное давление газа может вызвать проблемы с вашей печью, если оно не будет правильно настроено во время установки.Перегрев или недогрев могут привести к проблемам, начиная от повреждения печи и заканчивая неправильным нагревом помещения, как предполагалось.

Типичное давление в газовом коллекторе для природного газа обычно устанавливается в диапазоне 3,2–3,7 дюйма вод. Давление в коллекторе — это давление газа, которое газовый клапан подает на горелки для подачи БТЕ.

Как установить давление? Перед розжигом печи вы должны подсоединить манометр к газовой арматуре, чтобы у вас была точка отсчета для проверки давления или его изменения при необходимости.Манометр должен быть способен показывать дюймов водяного столба (водяного столба).

У газовых клапанов

обычно есть одно из двух возможных мест отсчета для снятия этих показаний. Наиболее распространенной является заглушка MPT 1/8 дюйма, расположенная на выпускной части клапана, обычно на стороне клапана. Вы снимаете заглушку и вставляете зазубринный фитинг 1/8 дюйма MPT. Этот штуцер позволит вам присоединить шланг от манометра к зазубренному штуцеру.

Другой тип — это небольшое соединение башни (ниппель) в верхней части клапана.Обычно он имеет винт с шестигранной головкой, который вставляется в башню. Вы затягиваете шестигранный винт на один оборот, устанавливаете шланг прямо над градирней и подсоединяете другой конец к манометру. В это время вы можете запустить печь и внести необходимые изменения, повернув винт регулировки давления газа по часовой стрелке, чтобы увеличить давление, или против часовой стрелки, чтобы уменьшить давление.

Если у вас двухступенчатая печь, вам нужно будет установить давление газа как на минимальную, так и на максимальную нагрузку.Настройки клапана обычно указаны на паспортной табличке печи вместе с желаемым повышением температуры входящего и выходящего воздуха.

Когда все настройки выполнены, обязательно выполните процедуру в обратном порядке и убедитесь, что все контрольные точки закрыты, чтобы не допустить утечки газа.

Вы домовладелец или владеете коммерческой недвижимостью? Посетите mybryantdealer.com/, чтобы найти ближайшего к вам дилера Bryant!

Горелочные системы приходов — электрические горелки, горелки Раку и печи

Какое давление в баллоне с пропаном?

Для конечного пользователя пропан — безопасный и простой в использовании источник тепла, от которого можно питать грили для барбекю, домашние системы отопления и даже холодильники.Но по пути, от добычи в поле до хранения в местном офисе Ferrellgas, пропан проходит ряд различных процессов, чтобы подготовить его к коммерческому и жилому использованию.

Почему пропан находится под давлением?

Ключом к переносимости пропана, а также к тому, что вкладывает столько энергии в относительно небольшой объем пространства, является давление. В своем естественном состоянии пропан представляет собой парообразный газ. Однако под давлением этот пар превращается в форму, которую легче транспортировать и хранить.Сжиженный нефтяной газ или сжиженный нефтяной газ образуется в результате сжатия пропана, в результате чего его температура опускается ниже точки кипения -44 градуса по Фаренгейту.

При этой температуре или ниже пропан остается в жидком состоянии, в результате чего большое количество энергии конденсируется в небольшой объем жидкости. Когда температура пропана повышается, он начинает «выкипать», и этот пар представляет собой пригодную для использования форму пропана, которая превращается в пламя и нагревает ваши приборы. В этом состоянии газообразный пропан имеет естественную реакцию расширения до тех пор, пока не достигнет равновесия или нормализации атмосферного давления.

Должен ли быть диапазон давления в моем баллоне с пропаном?

Существует четыре «закона газа», которые объясняют взаимосвязь между газами, давлением, температурой и объемом. Как правило, давление пропана должно составлять от 100 до 200 фунтов на квадратный дюйм, чтобы сжиженный газ пропан оставался в жидком состоянии .

Обычно давление внутри пропанового баллона незначительно колеблется в зависимости от наружной температуры.Например, стандартный 20-фунтовый пропановый баллон при температуре 70 градусов будет иметь внутреннее давление 145 фунтов на квадратный дюйм. В том же резервуаре при температуре 100 градусов будет давление 172 фунта на квадратный дюйм.

Уровни давления пропана, превышающие 200 фунтов на квадратный дюйм, могут вызвать выброс из предохранительного клапана, обычно устанавливаемого на резервуарах для хранения пропана. Это устройство позволяет пропановому газу безопасно выходить из резервуара при избыточном давлении.

Соображения безопасности

Чрезмерное тепло

Если баллон с пропаном находится в контакте с очень высокой температурой, например, при пожаре в гараже, внешнее тепло может вызвать повышение температуры внутри резервуара, создавая BLEVE — взрыв кипящей жидкости с расширением пара.Когда тепло повышает температуру пропана, пар расширяется и увеличивает давление внутри резервуара, что может привести к разрыву.

Низкие температуры

С другой стороны, пропан сам по себе вряд ли замерзнет — для этого потребуется температура ниже -306 градусов по Фаренгейту. Однако небольшое количество воды в линиях подачи может замерзнуть внутри топливных отверстий и арматуры в очень холодных условиях.

Как проверить давление в баллоне с пропаном

Чтобы проверить давление в вашем баллоне:

1. Используйте манометр.Это устройство может быть установлено между запорным клапаном и первичным регулятором и особенно часто встречается в крупных жилых системах.
2. Сбросьте давление в полном баллоне на манометр, пропуская достаточно газа, чтобы понизить показания манометра на 10 фунтов на квадратный дюйм.
3. Закройте запорный вентиль и дайте системе постоять в течение трех минут без повышения или понижения давления. Любое повышение давления указывает на неисправный клапан, а снижение указывает на утечку.

Советы по безопасности при поддержании давления в баллоне

1. Остерегайтесь прямых солнечных лучей.

В небольших системах, таких как пропановые грили для барбекю, важно помнить, что воздействие прямых солнечных лучей может повысить как температуру, так и давление внутри вашего пропанового баллона.

2. Следите за резервуарами темного цвета.

Если ваш резервуар окрашен в черный цвет или другой темный, поглощающий тепло цвет, это может еще больше повысить внутреннюю температуру и давление в резервуаре.

3. Храните аквариум в затененном, хорошо вентилируемом месте.

Лучше всего хранить гриль и бак в затененном и хорошо вентилируемом месте. В то время как ваш резервуар будет оборудован предохранительным клапаном, также известным как «откидной клапан», на случай, если давление поднимется слишком высоко, нет необходимости испытывать судьбу или тратить пропан, который вы купили.

4. Избегайте поврежденных и заржавевших резервуаров.

Кроме того, важно убедиться, что ваш резервуар не поврежден и на нем нет ржавчины, которая также может повлиять не только на производительность резервуара, но и на его способность поддерживать необходимое давление.

Покраска резервуаров и удаление ржавчины с помощью Ferrellgas

филиалов Ferrellgas предлагают услуги по покраске резервуаров и удалению ржавчины, а квалифицированные специалисты могут осмотреть ваш резервуар, чтобы убедиться, что он находится в хорошем рабочем состоянии. Ferrellgas также предоставляет ресурсы с ценной информацией о безопасности баллонов с пропаном и дополнительную информацию, которая поможет вам максимально эффективно использовать баллон.

Важно знать, какое давление в баллоне с пропаном, но это только часть информации, которую вам нужно знать, чтобы извлечь максимальную пользу из вашего опыта работы с пропаном.

Свяжитесь с ближайшим к вам представительством Ferrellgas

Понимание того, как ваш баллон — и пропан — реагирует на экстремальные температуры, доступные предохранительные устройства и важность безопасности и технического обслуживания, поможет вам получить максимальную отдачу от каждого используемого баллона пропана. И не забывайте, что рядом с вами есть офис Ferrellgas, где работают специалисты, готовые помочь вам ответить на любой вопрос.

Давление газа | Химия I

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определить свойство давления
• Определение и преобразование единиц измерения давления
• Описать работу обычных инструментов для измерения давления газа
• Рассчитать давление по данным манометра

Атмосфера Земли оказывает давление, как и любой другой газ.Хотя обычно мы не замечаем атмосферное давление, мы чувствительны к его изменениям — например, когда ваши уши «хлопают» во время взлета и посадки во время полета или когда вы ныряете под водой. Давление газа вызывается силой, действующей при столкновении молекул газа с поверхностями объектов (рис. 1). Хотя сила каждого столкновения очень мала, любая поверхность значительной площади подвергается большому количеству столкновений за короткое время, что может привести к высокому давлению. Фактически, нормальное давление воздуха достаточно велико, чтобы раздавить металлический контейнер, если он не уравновешен равным давлением внутри контейнера.

Рис. 1. Атмосфера над нами оказывает сильное давление на объекты на поверхности земли, примерно равное весу шара для боулинга, давящего на область размером с ноготь человека.

В этом коротком видеоролике представлена ​​наглядная иллюстрация атмосферного давления, на которой показан взрыв железнодорожной цистерны при понижении внутреннего давления.

Демонстрация этого явления в меньшем масштабе кратко объясняется в следующем видео:

Атмосферное давление создается за счет веса столба молекул воздуха в атмосфере над объектом, например, цистерной.На уровне моря это давление примерно такое же, как у взрослого африканского слона, стоящего на коврике, или обычного шара для боулинга, опирающегося на большой палец руки. Это может показаться огромным, и это так, но жизнь на Земле развивалась под таким атмосферным давлением. Если вы на самом деле поставите шар для боулинга на ноготь большого пальца, испытываемое давление будет на удвоено обычного давления, и ощущение будет неприятным.

Как правило, давление определяется как сила, действующая на заданную область: [латекс] P = \ frac {F} {A}.[/ latex] Обратите внимание, что давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади. Таким образом, давление может быть увеличено либо за счет увеличения силы, либо за счет уменьшения площади, по которой оно применяется; давление можно уменьшить, уменьшив силу или увеличив площадь.

Давайте применим эту концепцию, чтобы определить, кто с большей вероятностью упадет сквозь тонкий лед на рисунке 2 — слон или фигурист? Большой африканский слон может весить 7 тонн, опираясь на четыре ноги, каждая из которых имеет диаметр около 1.{2} [/ латекс]

Даже несмотря на то, что слон более чем в сто раз тяжелее фигуриста, он оказывает меньше половины давления и, следовательно, с меньшей вероятностью упадет через тонкий лед. С другой стороны, если фигуристка снимает коньки и стоит босиком (или в обычной обуви) на льду, большая площадь, на которую приходится ее вес, значительно снижает оказываемое давление:

[латекс] \ text {давление на ногу человека} = 120 \ frac {\ text {lb}} {\ text {skater}} \ times \ frac {\ text {1 skater}} {\ text {2 ft}} \ times \ frac {\ text {1 фут}} {30 {\ text {in}} ^ {2}} = 2 {\ text {lb / in}} ^ {2} [/ latex]

Рисунок 2.Хотя (а) вес слона велик, что создает очень большую силу на земле, (б) фигуристка оказывает гораздо большее давление на лед из-за небольшой площади поверхности коньков. (кредит А: модификация работы Гвидо да Роззе; кредит б: модификация работы Рёске Яги)

Единица измерения давления в системе СИ — паскаль (Па) , где 1 Па = 1 Н / м ² , где N — ньютон, единица силы, определяемая как 1 кг м / с ² . Один паскаль — это небольшое давление; во многих случаях удобнее использовать единицы килопаскаль (1 кПа = 1000 Па) или бар (1 бар = 100 000 Па).В Соединенных Штатах давление часто измеряется в фунтах силы на площади в один квадратный дюйм — фунта на квадратный дюйм (psi) — например, в автомобильных шинах. Давление также можно измерить с помощью прибора атмосфера (атм) , который первоначально представлял среднее атмосферное давление на уровне моря на приблизительной широте Парижа (45 °). В таблице 1 представлена ​​некоторая информация об этих и некоторых других распространенных единицах измерения давления

Пример 1: Преобразование единиц давления

Национальная метеорологическая служба США сообщает о давлении как в дюймах рт. Ст., Так и в миллибарах.Преобразуйте давление 29,2 дюйма рт. Ст. В:

1. торр
2. атм
3. кПа
4. мбар

Показать ответ

Это проблема преобразования единиц измерения. Отношения между различными единицами измерения давления приведены в таблице 1.

1. [латекс] 29.2 \ cancel {\ text {in Hg}} \ times \ frac {\ text {760 torr}} {29.92 \ cancel {\ text {in Hg}}} = \ text {742 torr} [/ латекс]
2. [латекс] 742 \ cancel {\ text {torr}} \ times \ frac {\ text {1 atm}} {760 \ cancel {\ text {torr}}} = \ text {0.976 атм} [/ латекс]
3. [латекс] 742 \ cancel {\ text {torr}} \ times \ frac {\ text {101,325 кПа}} {760 \ cancel {\ text {torr}}} = \ text {98,9 кПа} [/ латекс]
4. [латекс] 98,9 \ cancel {\ text {kPa}} \ times \ frac {1000 \ cancel {\ text {Pa}}} {1 \ cancel {\ text {kPa}}} \ times \ frac {1 \ cancel {\ text {bar}}} {100 000 \ cancel {\ text {Pa}}} \ times \ frac {\ text {1000 мбар}} {1 \ cancel {\ text {bar}}} = \ text {989 мбар } [/ латекс]

Проверьте свои знания

Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр.Что это за давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба, килопаскалях и барах?

Показать ответ

0,974 атм; 740 мм рт. 98,7 кПа; 0,987 бар

Мы можем измерить атмосферное давление, силу, действующую со стороны атмосферы на земную поверхность, с помощью барометра (рис. 3). Барометр представляет собой стеклянную трубку, которая закрыта с одного конца, заполнена нелетучей жидкостью, такой как ртуть, а затем перевернута и погружена в контейнер с этой жидкостью. Атмосфера оказывает давление на жидкость за пределами трубки, столб жидкости оказывает давление внутри трубки, а давление на поверхности жидкости одинаково внутри и снаружи трубки.Следовательно, высота жидкости в трубке пропорциональна давлению, оказываемому атмосферой.

Рис. 3. В барометре высота столба жидкости h используется для измерения давления воздуха. Использование очень плотной жидкой ртути (слева) позволяет создавать барометры разумного размера, тогда как для использования воды (справа) потребуется барометр высотой более 30 футов.

Если жидкостью является вода, нормальное атмосферное давление будет поддерживать столб воды высотой более 10 метров, что довольно неудобно для изготовления (и считывания) барометра.Поскольку ртуть (Hg) примерно в 13,6 раз плотнее воды, ртутный барометр должен быть [латекс] \ frac {1} {13.6} [/ латекс] высотой с водяной барометр — более подходящий размер. Стандартное атмосферное давление в 1 атм на уровне моря (101 325 Па) соответствует столбу ртути высотой около 760 мм (29,92 дюйма). торр изначально задумывался как единица измерения, равная одному миллиметру ртутного столба, но теперь не соответствует точно. Давление, оказываемое жидкостью под действием силы тяжести, известно как гидростатическое давление , p :

.

[латекс] p = h \ rho g [/ латекс]

, где h, — высота жидкости, ρ, — плотность жидкости, и g, — ускорение свободного падения.

Пример 2: Расчет барометрического давления

Покажите расчет, подтверждающий утверждение о том, что атмосферное давление около уровня моря соответствует давлению, оказываемому столбом ртути высотой около 760 мм. Плотность ртути = 13,6 г / см ³ .

Показать ответ

Гидростатическое давление определяется как p = hρg , при h = 760 мм, ρ = 13,6 г / см ³ и г = 9,81 м / с ² .{5} \ text {Pa} \ end {array} [/ latex]

Проверьте свои знания

Рассчитайте высоту водяного столба при 25 ° C, который соответствует нормальному атмосферному давлению. Плотность воды при этой температуре составляет 1,0 г / см ³ .

A Манометр — устройство, подобное барометру, которое может использоваться для измерения давления газа, находящегося в контейнере. Манометр с закрытым концом представляет собой U-образную трубку с одним закрытым плечом, одним плечом, которое соединяется с измеряемым газом, и нелетучей жидкостью (обычно ртутью) между ними.Как и в случае с барометром, расстояние между уровнями жидкости в двух рукавах трубки ( х на диаграмме) пропорционально давлению газа в баллоне. Манометр с открытым концом (рис. 4) аналогичен манометру с закрытым концом, но одно из его рукавов открыто для атмосферы. В этом случае расстояние между уровнями жидкости соответствует разнице давлений между газом в емкости и атмосферой.

Рис. 4. Манометр можно использовать для измерения давления газа.Высота (разница) между уровнями жидкости (h) является мерой давления. Обычно используется ртуть из-за ее большой плотности.

Пример 3: Расчет давления с помощью манометра закрытого типа

Давление пробы газа измеряется манометром с закрытым концом, как показано ниже.

Жидкость в манометре — ртуть. Определить давление газа в:

1. торр
2. Па
3. бар

Показать ответ

Давление газа равно столбу ртути высотой 26.4 см. (Давление в нижней горизонтальной линии одинаково с обеих сторон трубки. Давление слева обусловлено газом, а давление справа — 26,4 см ртутного столба.) Мы могли бы использовать уравнение p = hρg , как в Примере 2, но проще преобразовать единицы измерения с помощью таблицы 1.

1. [латекс] 26,4 \ cancel {\ text {cm Hg}} \ times \ frac {10 \ cancel {\ text {mm Hg}}} {1 \ cancel {\ text {cm Hg}}} \ times \ frac {\ text {1 торр}} {1 \ cancel {\ text {мм рт. ст.}}} = \ text {264 торр} [/ latex]
2. [латекс] 264 \ cancel {\ text {torr}} \ times \ frac {1 \ cancel {\ text {atm}}} {760 \ cancel {\ text {torr}}} \ times \ frac {\ text { 101 325 Па}} {1 \ cancel {\ text {atm}}} = \ text {35 200 Па} [/ latex]
3. [латекс] 35 \ text {, 200} \ cancel {\ text {Pa}} \ times \ frac {\ text {1 bar}} {100 000 \ cancel {\ text {Pa}}} = \ text {0.352 бар} [/ латекс]

Проверьте свои знания

Давление пробы газа измеряется манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре — ртуть.

Определить давление газа в:

1. торр
2. Па
3. бар

Показать ответ

1. ~ 150 торр
2. ~ 20 000 Па
3. ~ 0,20 бар

Пример 4: Расчет давления с помощью манометра с открытым концом

Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано ниже.

Определить давление газа в:

9000 2 мм рт. Ст.
1. атм
2. кПа

Показать ответ

Давление газа равно гидростатическому давлению столба ртути высотой 13,7 см плюс давление атмосферы на уровне моря. (Давление в нижней горизонтальной линии одинаково с обеих сторон трубки. Давление слева обусловлено газом, а давление справа — 13,7 см ртутного столба плюс атмосферное давление.{2} \ text {кПа} [/ латекс]

Проверьте свои знания

Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано ниже.

Определить давление газа в:

9000 2 мм рт. Ст.
1. атм
2. кПа

Показать ответ

1. 642 мм рт. Ст.
2. 0,845 атм
3. 85,6 кПа

Упражнения

1. Давление пробы газа измеряется на уровне моря манометром с закрытым концом.Жидкость в манометре — ртуть.

   Определите давление газа в:

   1. торр
   2. Па
   3. бар
2. Давление пробы газа измеряется манометром с открытым концом, частично показанным справа. Жидкость в манометре — ртуть.

   Предполагая, что атмосферное давление составляет 29,92 дюйма рт. Ст., Определите давление газа в:

   1. торр
   2. Па
   3. бар
3. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом.

   Предполагая, что атмосферное давление составляет 760,0 мм рт. Ст., Определите давление газа в:

   9000 2 мм рт. Ст.
   1. атм
   2. кПа
4. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом.

   Предполагая, что атмосферное давление составляет 760 мм рт. Ст., Определите давление газа в:

   9000 2 мм рт. Ст.
   1. атм
   2. кПа

Показать выбранный ответ

1. Давление газа:

1. [латекс] 26.4 \ cancel {\ text {cm}} \ times \ frac {10 \ cancel {\ text {mm}}} {1 \ cancel {\ text {cm}}} \ times \ frac {\ text {1 торр}} {1 \ cancel {\ text {mm}}} = \ text {264 torr} [/ latex]
2. [латекс] \ text {264 торр} \ times \ frac {101, \ text {325 Па}} {\ text {760 торр}} = 35, \ text {200 Па} [/ латекс]
3. [латекс] 264 \ cancel {\ text {torr}} \ times \ frac {\ text {1.01325 bar}} {760 \ cancel {\ text {torr}}} = \ text {0.352 bar} [/ latex]

3. Давление газа равно гидростатическому давлению, создаваемому давлением атмосферы на уровне моря за вычетом столба ртути высотой 13.7 см. Давление слева обусловлено газом, а давление справа — атмосферным давлением минус 13,7 см рт. Ст.).

1. В мм рт. Ст. Это: 760 мм рт. Ст. — 137 мм рт. Ст. = 623 мм рт.
2. [латекс] \ text {623 мм рт. Ст.} \ Times \ frac {\ text {1 атм}} {\ text {760 мм рт. Ст.}} = 0,820 \ text {атм;} [/ латекс]
3. [латекс] \ text {0,820 атм} \ times \ frac {\ text {101,325 кПа}} {\ text {1 атм}} = \ text {83,1 кПа} [/ латекс]

Измерение артериального давления

Артериальное давление измеряется с помощью устройства, называемого сфигмоманометром (греч. sphygmos = «пульс»).Он состоит из надувной манжеты для ограничения кровотока, манометра для измерения давления и метода определения, когда кровоток начинается и когда он становится затрудненным (рис. 5). С момента своего изобретения в 1881 году он был незаменимым медицинским устройством. Существует много типов сфигмоманометров: ручные, для которых требуется стетоскоп и которые используются медицинскими работниками; ртутные, когда требуется наибольшая точность; менее точные механические; и цифровые, которые можно использовать после небольшого обучения, но у них есть ограничения.При использовании сфигмоманометра манжету надевают вокруг плеча и накачивают до тех пор, пока кровоток полностью не блокируется, а затем медленно отпускают. Когда сердце бьется, кровь, проходящая через артерии, вызывает повышение давления. Это повышение давления, при котором начинается кровоток, составляет систолическое давление — пиковое давление в сердечном цикле. Когда давление в манжете сравняется с артериальным систолическим давлением, кровь течет мимо манжеты, создавая слышимые звуки, которые можно услышать с помощью стетоскопа.За этим следует снижение давления, поскольку желудочки сердца готовятся к новому удару. Поскольку давление в манжете продолжает снижаться, звук в конечном итоге перестает быть слышным; это диастолическое давление — наименьшее давление (фаза покоя) в сердечном цикле. Единицы измерения артериального давления тонометра выражаются в миллиметрах ртутного столба (мм рт. Ст.).

Рис. 5. (a) Медицинский техник готовится измерить артериальное давление пациента с помощью сфигмоманометра. (b) Типичный сфигмоманометр использует резиновую грушу с клапаном для надувания манжеты и диафрагменный манометр для измерения давления.(кредит а: модификация работы магистра-сержанта Джеффри Аллена)

Метеорология, климатология и атмосферные науки

На протяжении веков люди наблюдали облака, ветры и осадки, пытаясь определить закономерности и сделать прогнозы: когда лучше всего сажать и собирать урожай; безопасно ли отправляться в морское путешествие; и многое другое. Сейчас мы сталкиваемся со сложными проблемами, связанными с погодой и атмосферой, которые окажут серьезное влияние на нашу цивилизацию и экосистему. Несколько различных научных дисциплин используют химические принципы, чтобы помочь нам лучше понять погоду, атмосферу и климат.Это метеорология, климатология и атмосферная наука. Метеорология — это изучение атмосферы, атмосферных явлений и атмосферных воздействий на погоду Земли. Метеорологи стремятся понять и предсказать погоду в краткосрочной перспективе, что может спасти жизни и принести пользу экономике. Прогнозы погоды (рис. 6) являются результатом тысяч измерений атмосферного давления, температуры и т. Д., Которые собираются, моделируются и анализируются в метеорологических центрах по всему миру.

Рисунок 6.Метеорологи используют карты погоды для описания и предсказания погоды. Области высокого (H) и низкого (L) давления сильно влияют на погодные условия. Серые линии представляют собой места постоянного давления, известные как изобары. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

С точки зрения погоды, системы низкого давления возникают, когда атмосферное давление на поверхности земли ниже, чем в окружающей среде: влажный воздух поднимается и конденсируется, образуя облака.Движение влаги и воздуха в пределах различных погодных фронтов провоцирует большинство погодных явлений.

Атмосфера — это газовый слой, окружающий планету. Атмосфера Земли толщиной примерно 100–125 км состоит из примерно 78,1% азота и 21,0% кислорода и может быть подразделена на области, показанные на рисунке 7: экзосфера (наиболее удаленная от Земли,> 700 км над уровнем моря) , термосфера (80–700 км), мезосфера (50–80 км), стратосфера (второй нижний уровень нашей атмосферы, 12–50 км над уровнем моря) и тропосфера (до 12 км над уровнем моря, примерно 80% земной атмосферы по массе и слой, в котором происходит большинство погодных явлений).По мере того, как вы поднимаетесь в тропосфере, плотность и температура воздуха снижаются.

Рис. 7. Атмосфера Земли состоит из пяти слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.

Климатология — это изучение климата, усредненных погодных условий за длительные периоды времени с использованием атмосферных данных. Однако климатологи изучают закономерности и эффекты, которые происходят в течение десятилетий, столетий и тысячелетий, а не более короткие временные рамки в часы, дни и недели, как метеорологи.Атмосферная наука — это еще более широкая область, объединяющая метеорологию, климатологию и другие научные дисциплины, изучающие атмосферу.

Ключевые концепции и резюме

Газы оказывают давление, то есть силу на единицу площади. Давление газа может быть выражено в единицах СИ — паскаль или килопаскаль, а также во многих других единицах, включая торр, атмосферу и бар. Атмосферное давление измеряется с помощью барометра; другие давления газа можно измерить с помощью одного из нескольких типов манометров.

Ключевые уравнения

• [латекс] P = \ frac {F} {A} [/ латекс]
• p = hρg

Упражнения

1. Почему острые ножи более эффективны, чем тупые (подсказка: подумайте об определении давления)?
2. Почему у некоторых небольших мостов есть ограничения по весу, зависящие от количества колес или осей у проезжающего транспортного средства?
3. Почему вам лучше кататься или ползать животом, чем ходить по замерзшему пруду?
4. Типичное атмосферное давление в Реддинге, Калифорния, составляет около 750 мм рт.Вычислите это давление в атм и кПа.
5. Типичное барометрическое давление в Денвере, штат Колорадо, составляет 615 мм рт. Что это за давление в атмосферах и килопаскалях?
6. Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Что это за давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба и килопаскалях?
7. Канадские манометры указаны в килопаскалях. Какое значение на таком манометре соответствует 32 фунтам на квадратный дюйм?
8. Во время высадки викингов на Марс атмосферное давление было определено в среднем около 6.50 миллибар (1 бар = 0,987 атм). Что это за давление в торр и кПа?
9. Давление атмосферы на поверхности планеты Венера составляет около 88,8 атм. Сравните это давление в фунтах на квадратный дюйм с нормальным давлением на Земле на уровне моря в фунтах на квадратный дюйм.
10. Каталог медицинских лабораторий описывает давление в баллоне газа как 14,82 МПа. Какое давление у этого газа в атмосферах и торр?
11. Рассмотрите этот сценарий и ответьте на следующие вопросы: В середине августа на северо-востоке США в местной газете появилась следующая информация: атмосферное давление на уровне моря 29.97 дюймов, 1013,9 мбар.
    1. Какое было давление в кПа?
    2. Давление у побережья на северо-востоке США обычно составляет около 30,0 дюймов рт. Ст. Во время урагана давление может упасть примерно до 28,0 дюймов рт. Ст. Рассчитайте падение давления в торр.
12. Почему необходимо использовать нелетучую жидкость в барометре или манометре?
13. Как использование летучей жидкости повлияет на измерение газа с помощью манометров с открытым концом по сравнению сзакрытые манометры?

Избранные ответы

1. Режущая кромка заточенного ножа имеет меньшую площадь поверхности, чем затупившийся нож. Поскольку давление — это сила на единицу площади, острый нож будет оказывать более высокое давление с той же силой и более эффективно прорезать материал.

3. Лежа распределяет ваш вес на большую площадь поверхности, оказывая меньшее давление на лед по сравнению со стоянием. Если вы будете меньше нажимать, у вас меньше шансов пробить тонкий лед.{{-2}} [/ латекс]

11. Ответы следующие:

1. [латекс] 29.97 \ cancel {\ text {in. Hg}} \ times \ frac {\ text {101,325 кПа}} {29.92 \ cancel {\ text {in. Hg}}} = \ text {101,5 кПа} [/ latex]
2. [латекс] 28.0 \ cancel {\ text {дюйм. Hg}} \ times \ frac {\ text {760 торр}} {29.92 \ cancel {\ text {in. Hg}}} = \ text {711 торр;} [/ latex] 762 — 711 = падение 51 торр

13. При использовании манометра с закрытым концом никаких изменений не наблюдалось бы, поскольку испаренная жидкость будет вносить равные противодействующие давления в обоих плечах трубки манометра.Однако с манометром с открытым концом будет получено более высокое давление газа, чем ожидалось, поскольку P _газ = P _атм + P _{объем жидкости} .

Глоссарий

атмосфера (атм): ед. Давления; 1 атм = 101,325 Па

бар: (бар или б) единица измерения давления; 1 бар = 100 000 Па

барометр: прибор для измерения атмосферного давления

гидростатическое давление: давление жидкости под действием силы тяжести

манометр: прибор для измерения давления газа в контейнере

паскаль (Па): единица давления в системе СИ; 1 Па = 1 Н / м ² фунтов на квадратный дюйм (psi): единица измерения давления, распространенная в США

давление: сила на единицу площади

торр: ед. Давления; [латекс] \ text {1 torr} = \ frac {1} {760} \ text {atm} [/ latex]

Давление газа

Важное свойство любого газа
это его давление .У нас есть опыт работы с газом
давление, которого у нас нет с такими свойствами, как
вязкость
и сжимаемость. Каждый день мы слышим, как метеоролог по телевизору дает
значение барометрического давления
атмосфера
(29,8 дюйма
ртуть, например). И большинство из нас надували воздушный шар или использовали
насос для накачки велосипедной шины или баскетбольного мяча.

Потому что понимание того, что такое давление и как оно работает, так
фундаментальные для понимания аэродинамики, мы включаем
несколько слайдов о давлении газа в Руководстве для начинающих.An
интерактивный симулятор атмосферы
позволяет учиться
как статическое давление воздуха меняется с высотой. В
Программа FoilSim
показывает, как изменяется давление вокруг подъемного крыла, а
Программа EngineSim
показывает, как изменяется давление в газотурбинном двигателе.
Другой симулятор поможет вам изучить, как изменяется давление в
ударные волны, возникающие на высоких скоростях.
Есть два способа взглянуть на давление: (1) мелкомасштабное действие.
отдельных молекул воздуха или (2) крупномасштабное действие большого
количество молекул.

Молекулярное определение давления

От
кинетическая теория газов, газ составлен
большого количества молекул, которые очень малы по сравнению с
расстояние между молекулами. Молекулы
газ
находятся в постоянном, случайном
движения и часто сталкиваются друг с другом и со стенками
любой контейнер. Молекулы обладают физическими свойствами массы,
импульс и энергия.Импульс отдельной молекулы равен
произведение его массы и скорости, а кинетическая энергия равна единице.
половина массы, умноженная на квадрат скорости.
Поскольку молекулы газа сталкиваются со стенками
контейнер, как показано слева на рисунке, молекулы передают
импульс к стенам, создающий силу перпендикулярно стене .
Сумма сил всех молекул, ударяющихся о стенку, деленная на площадь
стенка определяется как давление .Давление газа равно
затем мера среднего количества движения
движущихся молекул газа.
Давление действует перпендикулярно (перпендикулярно) стене; тангенциальный (сдвиг)
составляющая силы связана с
вязкость
газа.

Скалярная величина

Давайте посмотрим на статический газ; тот, который, кажется, не движется или не течет.
Хотя газ в целом не движется, отдельные
молекулы газа, которые мы не видим, находятся в постоянном случайном
движение.Поскольку мы имеем дело с почти бесконечным числом молекул
и поскольку движение отдельных молекул
случайным образом во всех направлениях, мы не обнаруживаем никакого движения. Если мы
заключаем газ в контейнер, мы обнаруживаем давление в
газ из молекул, сталкивающихся со стенками нашего контейнера. Мы
может поставить стенки нашего контейнера где угодно внутри газа, а
сила на площадь (давление) то же самое.
Мы можем уменьшить размер нашего «контейнера» до
бесконечно малая точка, а давление имеет единственное значение
в таком случае.Следовательно, давление — это
скаляр
количество, а не
векторное количество. Он имеет величину, но не направление, связанное с
Это. В точке внутри газа давление действует во всех направлениях. На
поверхности газа сила давления действует перпендикулярно к
поверхность.

Если газ в целом движется,
измеренное давление отличается в
направление движения. Упорядоченное движение газа
производит упорядоченную составляющую импульса в
направление движения.Мы связываем дополнительное давление
компонент, называемый
динамическое давление с этим движением жидкости.
Давление, измеренное в направлении движения, называется
полное давление и равно сумме статического и динамического давления, описываемого уравнением Бернулли.

Макромасштаб Определение давления

В более крупном масштабе давление — это
переменная состояния
газа, как
температура и
плотность.Изменение давления во время любого процесса
регулируется законами
термодинамика.
Вы можете изучить влияние давления на другие параметры газа.
в анимированной газовой лаборатории.
Хотя само давление является скаляром, мы можем определить
сила давления
быть равным давлению (сила / площадь), умноженному на поверхность
площадь
в направлении, перпендикулярном поверхности.
Сила давления — это вектор , величина .

Силы давления обладают некоторыми уникальными качествами по сравнению с гравитационными.
или механические силы.На рисунке, показанном выше справа, у нас есть красный газ.
который заключен в коробку. Механическая сила прилагается к верхней части
коробка. Сила давления внутри коробки противостоит приложенной силе
согласно Ньютону
третий закон движения.
Скалярное давление равно внешней силе, деленной на площадь вершины.
коробки. Внутри газа давление действует во всех направлениях. Так
давление давит на дно коробки и на
стороны. Это отличается от простой механики твердого тела. Если
красный газ был твердым телом, не было бы сил, приложенных к бокам
коробки; приложенная сила будет просто передана на
Нижний. Но в газе, потому что молекулы могут свободно перемещаться
и сталкиваются друг с другом, сила, приложенная по вертикали
Направление вызывает силы в горизонтальном направлении.

Действия:

Экскурсии с гидом

Навигация..

Руководство для начинающих Домашняя страница

Расчет статического градиента давления газа

Статическое давление газа в газовом резервуаре зависит от плотности газа. Градиенты статического давления газа можно оценить, если плотность подземного газа известна или была оценена.

Плотность подземного газа зависит от отношения его массы к его объему. Масса связана с кажущейся молекулярной массой газа.Объем связан с давлением, температурой и кажущейся молекулярной массой газа.

При атмосферном давлении и температуре плотность газа можно оценить с помощью закона идеального газа. При подповерхностных температурах и давлениях молекулы газа настолько близки друг к другу, что взаимодействуют достаточно, чтобы изменить поведение идеального газа. Коэффициент сжимаемости, z , добавлен к закону идеального газа для корректировки изменений поведения подземного газа.

Процедура: оценка градиента давления газа

• Рисунок 1 Псевдосниженные температура и давление.От Шовальтера; ^[1] любезно предоставлено AAPG.

• Рисунок 2 Оцените коэффициент сжимаемости, z . От Шовальтера; ^[1] любезно предоставлено AAPG.

• Рисунок 3 Оцените плотность газа. От Шовальтера; ^[1] любезно предоставлено AAPG.

• Рисунок 4 График среднего газа. Авторское право: Gearhart-Owens. ^[2]

Выполните эту процедуру, чтобы оценить градиент давления газа в газовом резервуаре или потенциальном газовом резервуаре.

1. • Если имеются данные о составе газа и температуре пласта, переходите к шагу 2.
   • Если данные о составе газа или температуре пласта недоступны, оцените плотность газа по средней газовой карте (Рисунок 4) и переходите к Шагу 6.
2. Определите кажущуюся молекулярную массу газовой смеси.
3. Считайте псевдосниженные температуру и давление с рисунка 1.
4. Если это еще не известно, оцените коэффициент сжимаемости, z , по рисунку 2.
5. Используя информацию, полученную на шагах 2, 3 и 4, оцените плотность газа по рисунку 3.
6. Оцените градиент давления газа по следующей формуле:

где:

P _{gas grad} = градиент давления газа

ρ _газ = плотность газа

Определение молекулярной массы

Кажущаяся молекулярная масса газовой смеси равна

где:

• MW мутная вода _{приложение} = кажущаяся молекулярная масса газовой смеси
• MF _x = мольная доля компонента смеси
• MW мутная вода _x = молекулярная масса компонента смеси

На практике используйте эти значения для газовой смеси:

• Состав = 50% метана, 25% этана, 25% пропана.
• Молекулярная масса углерода (C) = 12
• Молекулярная масса водорода (H) = 1
• Молекулярный вес метана (CHchoke ₄ ) = 12 + 4 = 16
• Молекулярный вес этана (C ₂ H ₆ ) = 24 + 6 = 30
• Молекулярный вес пропана (C ₃ H ₈ ) = 36 + 8 = 44

Определение z

Коэффициент сжимаемости газа z для интересующего газового коллектора может быть уже известен, поскольку он был измерен.В этом случае используйте это значение. Если z неизвестно, используйте приведенный ниже рисунок, чтобы определить его по псевдосниженным температуре и давлению, определенным по рисунку 5-8. На рисунке 5-9 используются значения, определенные для рисунка 1.

Определение плотности подземного газа

Мы можем определить плотность газа по рисунку ниже, зная пластовое давление, пластовую температуру, коэффициент сжимаемости газа и кажущуюся молекулярную массу.

Средний природный газ

Согласно Герхардту-Оуэнсу (1970), средний уровень природного газа, оцененный Стивенсом и Спенсером, составляет 84.3% метана, 14,4% этана, 0,5% диоксида углерода и 0,8% азота. Однако многие скважины с природным газом дают почти чистый метан (99%). Другие производили до 88% этана, 42% пропана, 99% азота и 91% диоксида углерода. Использование сопровождающей диаграммы среднего газа (рис. 5-11) в большинстве случаев полностью удовлетворительно.

Оценка плотности подземного газа

Мы можем оценить плотность газа по рисунку 4. График предполагает средний состав газа и был составлен с использованием следующего:

• Температура пласта = 80 ° F 299.817 K
  26,667 ° C
  539,67 ° R плюс 0,8 ° на 100 футов 30,48 м
  1,200,001 дюйм глубины
• Градиент давления пластового флюида = 0,465 фунт / кв. Дюйм на фут глубины
• Коэффициенты сверхсжимаемости, полученные от Джорджа Г. Брауна, Мичиганский университет

Формула, используемая для определения уменьшения объема и сопутствующего увеличения плотности данного газа (из-за изменений температуры и давления):

где:

• V = объем, футы ³
• V = исходный объем ft P _a = давление, psia
• P _al = исходное давление, psia
• T _a = абсолютная температура, ° R
• T _al = исходная абсолютная температура, ° R
• z = коэффициент сверхсжимаемости
• z ₁ = исходный коэффициент сверхсжимаемости

См.