Меню

Как измерить калорийность газа



Проверка рецепта определения калорийности газа

Доверяй, но проверяй газ на калорийность!

«Суть рецепта проста: определить доведением воды до кипения, сколько стоит калория тепла газа.»

Цена газа (у нас, розничная) — 2,50 лв./кг
Цена на сжиженный газ, «в баллонах».

1. «Измерить температуру литра воды в легкой металлической ёмкости (например, жестяной банке). Довести температуру воды до 30°C.»

Измерил: 20 °C УКР-ов.
Исходная температура нагреваемой до кипения воды в переводе в градусы Цельсия будет +19 °C.
«Легкая металлическая ёмкость» в действительности оказалась эмалированной железной кастрюлей, с крышкой, весом 2,1 кг, из которых (наверное) 95% железа (или стали, из которой кастрюли штампуют?).
Ох уж этот «творческий подход» к такому ясному рецепту!

В ходе этого опыта на холодной кострюле с водой выпал конденсат (когда кастрюлю поставил на горящий газ), и у меня закралось сомнение: а я определю низшую или высшую калорийность газа?
Но по здравому размышлению, я пришел к непозитивному выводу, что я определяю низшую калорийность газа. По мере приближения кастрюли к температуре кипения воды конденсансата-«пота» на кастрюле становилось все меньше, до нуля.

Теперь вот придется к теплоемкости массы воды 4,8 кг (4800 мл.) доводимой до кипения с 19 °C прибавлять теплоемкость кастрюли. А ведь если бы была легкая жестяная банка — её теплоемкостью можно было бы пренебречь. (Обидно!)
Дальнейшие излишние пункты по определению количества газа в трубе к горелке можно опустить: благодаря «творческому подходу» воспользуемся просто весами, взвесим газовый баллон:
Исходно было 4,1 кг газа * . После доведения воды до кипения в баллоне осталось 3,9 кг * газа.
* — Ну, вес — вместе с тарой, самим газовым баллоном, газовой горелкой, конфоркой. Но на результате это не скажется — взаимно вычтется :-).
Получается, на нагрев воды и кастрюли с крышкой израсходовано 0,2 кг газа (пучок лучин).

А 200 гр газа — это 0,14 кубометра газа по счетчику.

А на нагрев воды и кастрюли на 81 * °K использовано газа X лв.:
0,2 (расход газа) кг × 2,5 лв./кг (цена газа) = 50 стотинок (стоимость) — сегодня это (по конвертации) евро, рублей, белорусских рублей, гривен, долларов, шекелей.
* Мы живем на высоте, когда вода закипает неможко раньше. Но будем считать, что «до кипения воды» — это «до 100 °C».

Сколько калорий было затрачнено на нагрев воды до кипения и кастрюли

Формула калорийности по удельной теплоемкости,
т.е. сначала находим количество тепловой энергии на нагрев, а потом находим удельную калорийность ИСПЫТУЕМОГО газа и «удельную» (подражая физике) цену газовой калории

где:
c — удельная теплоёмкость, у воды удельная теплоемкость равна 4,2 КДж/(кг·К);
Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении);
m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, в данном случае 4,8 кг воды;
ΔT° — разность конечной и начальной температур вещества — в опыте по определению калорийности газа 19 °C — 100 °C = 81 °К (градусы Кельвина и градусы Цельсия — доли равны, не равна только точка отсчета).
(по Википедии)

Но единица измерения количества теплоты — не в калориях, а в Джоулях. Придется переводить…

Откуда искомая тепловая энергия Q:

Q = c × m × ΔT° (Дж)
Один Джоуль равен 0,2388459 международной калории ⇒ 1 КДж = 0,2388459 ККал.
(holodno.netnotebook.net/what_price_energy/cis_heating_rates.html)
⇒ (с переводом Джоулей в килокалории получается:)
[1] Q(Ккал.) = 0,2388459 × c (КДж/(кг·К)) × m × ΔT° =
= 0,2388459 × 4,2 × 4,8 × 81 = 390(Ккал.)

Но!
Вместе с водой нагревалась и «легкая металлическая ёмкость» в действительности оказавшаяся массивной эмалированной железной кастрюлей с крышкой весом 2,1 кг (в которой 4,8 л. воды). Существенное влияние, однако!
А удельная телоёмкость железа — 0,45 КДж/(кг·К).
Обратите внимание! Это важно для бытовых понятий.
Удельная теплоемкость воды почти в 10 (десять) раз больше, чем теплоемкость железа (и стали).
На этом и основана ВЫГОДНОСТЬ аккумулятора тепла на жидкой воде, Детали, «сделай сам».

По формуле [1] находим
= 0,2388459 × 0,45 × 2,1 × 81 = 18 (Ккал.) (Всего-то! По сравнению с 390 килокалориями на нагрев воды.)

Все эти калории (390+какие-то жалкие18 = 408 Ккал.) нужно поделить на 0,2 кг газа (цену газа 2,50 лв./кг) и получим 2040 килокалорий на КИЛОГРАММ газа. А по таблице калорийности — низшая калорийность газа: 8181 ккал/м³ (tech.netnotebook.net/chemicals/a-different-hydrocarbon-gases_natural-gas-lpg_supplied-to-residential-houses-and-plants-heat-only-boiler-stations.html)
Обратите внимание! Ох уж неспроста газ продают на кубометры. Запутывают честной народ, запутывают.
Но ничего, мы не гордые — пересчитаем на нормальную, логичную по физике массу.
А, не будем пересчитывать!
«Теплота сгорания газа в воздухе по справочнику 46,1 МДж/кг.»
Что равно 11 мегакалорий на килограмм сжигаемого газа. А у меня — 0,2 кг газа, значит, я должен был получить 2200 килокалорий. А полезно получил только 408 Ккал. — в 5,4 раза меньше.

Что это. Очень плохой газ? Но ведь за него отдано денег по цене 2,50 лв./кг, за 200 грамм заплачено пол-лева (50 стотинок)!

Возможно, в опыт и расчеты прокралась ошибка. Укажите!

P.S.: А цену тепла от газа?

Сгоряча и с расстройства (разбег в 5,4 раза — это не шутки!) — забыл, каюсь!
2,50 за 200 гр — это 0,50 лв.,
или 408 Ккал.
Значит, 1 Ккал. тепла от газа стоит 0,12 стотинок или 0,06 евроцентов.

Сравнивая полученную реальную (?) цену калории тепла от газа с ценой тепла от электричества…
Но это уже другая история и другая заметка.

Читайте также:  Точки измерения жировой складки

последние изменения статьи 04окт2017, 06окт2017

Источник

Счётчик природного газа и состав газа, калорийность

Счётчики газа с мерной диафрагмой (diaphragm gas meter) являются самым распространенным типом газосчётчиков для измерения объёма потребления газа (для оплаты за газ бытовыми потребителями и мелкими производствами).

Принцип действия газосчётчика c диафрагмой

В счётчике газа делают мерный объем, разделенный гибкой диафрагмой — получается два мерных объема: в объем А газ поступает, из объема Б газ выдавливается диафрагмой. В следующем цикле — в объем Б газ поступает, из объема А выдавливается.
Принцип действия газосчётчика c диафрагмой заключается в подстчёте числа выдавливаний газа потребителю.

Очевидно, что массу поданного-проданного горючего газа счётчик газа не считает, а считает объем газа.

Пониженное давление газа автоматически увеличивает цену газа

Пониженное давление газа уменьшает плотность подаваемого потребителю газа, а значит и его массу в кубометре. То есть, цена природного газа за килограмм возрастает.

А, применяются сезонные поправочные коэффициенты? Зимой, в морозы считается что газ плотнее?
Так как раз поэтому зимой, когда ради тепла потребитель сжигает больше газа, газораспредельной компании-«горгазу»-«облгазу» (в общем, national fuel gas distribution corporation) и выгодно, чтобы газ в газовой трубе был при сниженном давлениии.

Вы имеете информацию о том, какой газ поступает в ваш дом?
Например, я не нашёл на сайте National Fuel Gas Company natfuel.com (Западный Нью-Йорк и Пенсильвания — поставщик природного газа). На сайте есть всё — как оплачивать за газ, как считывать показания счётчика газа, про газовую бытовую технику, даже про работу в компании.

Но не нашел я описание предмета — за что газовая компания деньги с потребителей собирает, то есть описание самого газа — сколько его калорийность в кубометре по счётчику: давление, состав газа.
Скрывают?

Счётчик газа насчитал 100 кубометров газа.
А сколько тепла фактически мне поставила газовая компания?

Такие «счетчики газа коммунально-бытовые СГБЭТ G6 «Pegas» (с электронной термокомпенсацией) ITRON (Германия), сделанные в городе Энгельс».
Кстати, поверка счётчиков (проверка точности счётчика) природного газа осуществляется воздухом, согласно методике поверки.
Или American Meter AC-250 Diaphragm Gas Meter от IMAC Systems, Inc. (Tullytown, PA).
Импортный китайский mechanical diaphragm gas meter G series «компании» Hangzhou Beta Gas Meter Co. имеет и то более откровенное описание — предназначен измерения объема газов: природный газ, LPG и все неагрессивные газы:
Общая потеря давления ≤ 200 Па
Рабочее давление в диапазоне 0,5

50 кПа
Циклический объем 1,2 дм3 (литра).
Да, счётчики газа измеряют поступление некоего газа, но потребителю от этого теплее становится на неизвестное число градусов.

А запоминающий манометр, по показаниям которого можно судить о плотности природного газа, то есть о массе купленного газа, в счётчике газа напрочь отсутствует. То есть, действует принцип плати за неизвестное количество газа (в калориях), и будь доволен.

Цена на газ (природный бытовой газ, пропан, топливный газ, fuel gas, natural gas, propane) определяется поставщиком газа в деньгах (евро, долларах и пр.) за кубометр газа.
Потребительский (абонентский, квартирный) счётчик газа измеряет объем газа, но тепло-калории потребителю даёт масса сгоревшего углеводорода-природного газа.

Чем выше давление — тем выше плотность газа, масса кубометра газа — тем больше теплотворная способность кубометра газа.

Здесь и есть главный способ обмана потребителей природного газа, оборудованных газосчётчиком — подавать газ с меньшим давлением.

Кубометры газа считаются в стандартных условиях (давление 0,101325 МПа, температура 20 °С), но от газораспределительной станции газ в домовую разводку подаётся под давлением — газопроводы низкого давления имеют избыточное давление до 0,005 МПа. А под каким точно давлением поступает газ потребителю — это кромешная тайна.

Продавать газ кубометрами — это всё равно, что продавать бензин литрами, только в десятки раз выгоднее. На автозаправку поставляют бензин в тоннах, а продают — в литрах. Естественно, что летом килограмм бензина стоит дороже, чем зимой — по причине разной плотности в зависимости от температуры.

Состав газа и теплота его сжигания

Кубометр газа — это сколько тепла?
На примере состава природного газа в различных газопроводах Российской Федерации см. (1), средний состав природного газа, его теплота сгорания, плотность.
Состав газа, в процентах по объему — CH4, C2H6, C3H8, C4H10, CO2, N2, H20, Не
плотность природного газа — кг/м3 (килограмм в кубометре при атмосферном давлении — нормальных условиях) — от 0,712 до 1,036.

Кубометр газа — это сколько тепла?

Теплотворная способность кубометра газа — от 45,85 (10950) до 28.30 (6760) МДж/м3 (Ккал/м3).
А в бытовых тарифах на газоснабжение не указано, сколько тепла получит потребитель за купленный кубометр газа, который насчитал счётчик потреблённого газа.

LPG, LPG (propane) — сжиженный газ имеет ту же проблему, но в меньшей степени: если пропан, значит — пропан, если метан — значит, метан; со вполне конкретной теплотой сгорания килограмма «газа». К тому же, сжиженный газ продают в конретных килограммах, а не в условных кубометрах газа. Покупается не условный кот в мешке, а конкретное тепло. Вопрос: что выгоднее? Сетевой газ или баллоны с газом/газгольдер?
Ответ: покупать не выгодно ни то, ни другое, а выгоднее вообще не покупать газ на топливо — см. о самодоме

Читайте также:  Таблица электрические измерения приборов
Ваш браузер не показывает фрейм — следуйте по ссылке.

Электроодеяла, для комфорта:
ДУМАТЬ НАДО

Статьи на сайте HOLODNO.NetNotebook.Net — это всего лишь делёжка собственным жизненным опытом жизни в морозы.

Экономические и климатические условия меняются, а жить надо. По отоплению и электроснабжению мой северный и московский опыт серьезно обогащен жизнью в Болгарии. Думаете, в Болгарии снега и мороза не бывает? Про европейское отопление.

«Добро пожаловать на Тёплое Черное Море с температурой воды +8 градусов и снегом на песчаном пляже»

Источник

Калорийность газа

Чем выше калорийность газа, тем меньше его нужно, чтобы вскипятить, например, чайник воды на газовой плите

Калорийность газа (теплота сгорания, теплотворная способность газа) – это количество тепла, выделяющегося при сгорании единицы объема газа с воздухом в стандартных условиях, с учетом конденсации водяного пара, образовавшегося в процессе горения, или с учетом сохранения воды в парообразном состоянии. Калорийность является одним из основных показателей качества газа.

Высшая теплота сгорания — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы объема сухого газа, измеренного при нормальных или стандартных условиях, сюда входит и теплота конденсации водяных паров.

Низшая теплота сгорания — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы объема сухого газа, измеренного при нормальных или стандартных условиях, за вычетом теплоты конденсации водяных паров.
По действующим стандартам, теплота сгорания (низшая) должна быть не ниже 7600 ккал/м 3 .

За единицу измерения количества тепла принята калория (кал), соответствующая количеству тепла, необходимому для нагревания 1 г чистой воды на 1° С, в интервале от 19,5 до 20,5°С при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.
Удобнее измерять количество тепла более крупной единицей — килокалорией (ккал), что соответствует 1000 кал. Также единицей теплоты сгорания является кДж/кг (для твердого топлива) или кДж/м3 (для газообразного топлива).

Чем выше калорийность, тем меньший объем газа необходим, чтобы вскипятить, например, литр воды на газовой плите или повысить на градус температуру в доме.

Кроме того, более калорийный газ имеет более высокую цену.

Источник

Как проверить газ на калорийность (на ‘теплоемкость’) в домашних условиях

Отопление, горячая вода, готовка — газом

Качество-количество поставляемого (за деньги!) газа и народы

(пользовательница газа): — Раньше чайник на газу закипал 5 минут, а теперь 12!
(____чиновник газсбыта): — Да пошла ты со своим чайником! Так теплотворную способность (голубого энергоносителя) не мерюют!
(в старинном анекдоте — «Да пошла ты со своей мясорубкой!»)
(эта тирада произносится про себя, а вслух — по смыслу аналогичное, но внешне культурное):
— Почитайте, ПОЖАЛУЙСТА, договор на поставку газа и инструкцию ХХХХ-ХХХХХХ/1871, там всё сказано, как определять калорийность газа и кто ее МОЖЕТ выполнять.

А как составить претензию грамотно?
К начальнику — см. инструкцию ХХХХ-ХХХХХХ/1871.
(пользовательница газа): — Но это же невозможно!
— Выполнять!

А возможно ли реальная проверка газа в домашних условиях по здравому смыслу?

Бытовым потребителям газа (всё не так просто!) возможно не додают калорийности, т.е. фактически «обвешивают» их. Теоретически существует два пути обмана (по деньгам) потребителей газа: снижение качества и обвес.
Речь идет об энергоемкости — энергии экзотермической реакции окислении газа в воздухе.

Факт про СМИ («СМДИ»):
Заметка от 2014 года, от Еркир.am «Как в «Газпром-Армении» снижают калорийность газа» (yerkir.am/ru/news/view/62346.html)
«…и этой зимой граждане поняли, что что-то здесь не то.»
Обратите внимание! Судя по заметке армянские газопотребители подали заявление в суд и тишина.

Именно поэтому я юридических аспектов «газ бодяжат» касаться не буду. Конечно, Армения — это «РФ страна», а где РФ — там «Газпром».

Еще из монументальной статьи-исследования СМИ в рубрике «Деньги» «Качество газа: за что мы платим? Нюансы надувательства» (теперь уже украинского СМИ):
«К сожалению, своими силами проверить качество потребляемого газа, чтобы выставить претензии поставщику, потребитель не может: бытовые газовые счетчики, которые бы проверяли калорийность газа, в мире не производятся.
…И поскольку самостоятельно проверить калорийность газа потребитель не может никак, у поставщика возникает соблазн накрутить ему объем.
…два основных способа «накрутить» счетчик: это «мокрый» газ и добавление в природный газ азота. Того самого азота, при упоминании о котором у представителей облгазов начинается истерика.»
(argumentua.com/stati/kachestvo-gaza-za-chto-my-platim-nyuansy-naduvatelstva)

Позвольте мне, как бывшему инженеру-метрологу на авиационном заводе, не согласиться что, кроме кроме как через законы и защиту прав потребителей, пользователи газа никак не могут определить, что же им поставляют под видом газа.

Во-первых, можно идикативно определить самое главное для покупателя-сжигателя газа (вредные примеси, радиоактивность его не волнуют [до поры]):
Не ухудшается ли реальная калорийность газа (горение — не в лабораторных условиях!) со временем — ЗА КОНКРЕТНЫЕ ДЕНЬГИ.

Деньги = Калории от сжигания газа

Ох, милая, лучше бы ты по-другому экономила!
(Начиталась.)

Дальше пойдет более сложный материал, но его нужно понять, если хотите жить в тепле и спокойствии — не берут ли с вас лишние деньги за газ.

Перед определением калорийности газа — замерить температуру воды в чайнике!
(о чем, как правило, забывают — а ПОТОМ идут со смешными претензиями к газовикам)

Рецепт: схема определения теплотворной способности горения газа по отношению к деньгам

Суть рецепта проста: определить доведением воды до кипения, сколько стоит калория тепла газа.

Измерить температуру литра воды в легкой металлической ёмкости (например, жестяной банке). Довести температуру воды до 30°C.
Поставить кипятиться эту воду (ниже будет показано, сколько литров воды целесообразно греть) на газовую конфорку.
Отрегулировать подачу газа (силу пламени) так, чтобы по газосчетчику был расход 1 деление в минуту. Например, для газового счетчика Октава G1.6 (украинскоо производства, по лицензии американской французской компании) это 0,0001 м³ газа.

Читайте также:  Методы измерений для определения координат

Не забыть сделать проверку на минимальный расход — чтобы малый расход укладывался в рабочий диапазон газосчетчика.

Исходные данные веществ ,используемых для определения удельной теплотворной способности (удельной калорийности) газа

Удельная теплоемкость воды (в диапазоне +4…+100 °C): 4 кДж/(кг·°K) (по справочнику — Википедии).

Удельная теплотворная способность бытового газа: 46,1 МДж/кг — теплота сгорания в воздухе (по справочнику — Википедии).
Удельная плотность бытового газа — от 0,68 до 0,85 кг/м³.
Для определенности, мы возьмем газ, подающийся нам от «Газпрома» удельной плотностью 0,7 кг/м³ (раздел «Химия «газа», который в том числе и бытовой, горючий. Процентный состав газа.»). Судя по плотности — это очень хороший природный газ, состоит почти целиком из метана (удельная плотность азота — 1,251 кг/м³).

В хозяййственном опыте по определению калорийности газа…

За 5 минут, в примере с газосчетчиком Октава, будет подано на горелку 5×0,0001 м³=0,0005 м³ газа.
Это составит в час 12×0,0005 м³=0,006 м³.
А по техническим характеристикам Октавы G1.6 — Qmin=0,016 куб.м/час (минимальный расход газа, при котором газосчетчик «не врёт»).

Не получится в таком случае проверка! Нужно газовый кран сильнее открыть: 40 делений счетчика в минуту. За «испытательные-измерительные» 5 минут будет сожжено в горелке 0,02 м³ газа — пламя будет намного выше, вода закипит быстрее.

Теплота сгорания газа в воздухе по справочнику 46,1 МДж/кг. А в кубах?
Для этого теплоту сгорания газа нужно умножить на плотность газа: 46,1 МДж/кг × 0,7 кг/м³ = 32,3 МДж/м³.

Таким образом, мы получили удельную теплотворную способность кубометра газа — тепло по объёму газа, по литражу. То, что на водочных бутылках пишут «VOL.» (volume — объем) :-).
Так что на газовых бутылках можно писать «теплотворная способность: 32,3 МДж/м³ (VOL.).

А за испытательные 5 минут в горелку будет подано 0,02 м³ газа, т.е. на 0,646 МДж тепловой энергии.
Этого тепла хватит, чтобы закипятить (точнее, довести до кипения). X[литров воды].

Удельная теплоёмкость воды 4 кДж/(кг·°K).
Значит, умножаем на 70* (100-30 °C), и газовые (полученные от сжигания мерных 0,02 м³ газа) 646 КДж (0,646 МДж) делим на полученное.
646 КДж ÷ (4 × 70 °C)
1 л. (кг) [вода!]
2,3 кг! Значит, для измерений нужно наливать не 1 л., а 2,3 л. воды.

* Будем испытательно-измерительно кипятить воду у Чёрного моря, на уровне морской воды — там больших изменений атмосферного давления не бывает).

Мы смоделировали и проверили весь опыт по определению низшей калорийности газа (без учета скрытой теплоты парообразования в продукте горения).

Интерпретация (толкование) результата НАУЧНОГО опыта по определению стоимости тепловой энергии от газа

Теперь кубометры газа нужно перевести в деньги по вашему договору на поставку газа.
Далее ясно: определённые 646 КДж поделить на денежный результат.

Если 2,3 л. воды закипели на этих 0,02 м³ газа по счетчику, то подается очень хороший газ — его теплотворная способность выше справочной или у вас очень правильный счетчик — дает ошибку в вашу пользу. (Нужно иметь в виду, что КПД нагрева горением на газовой конфорке не 100%, а меньше.)

Если до кипения удалось довести чуть меньше 2,3 л. воды (скажем — 2 л. воды) на этих 0,02 м³ газа по газосчетчику, то подается хороший газ — его теплотворная способность примерно равна справочной и у вас газосчетчик не сильно врет.

Если до кипения удалось довести 1,5 л. воды на этих 0,02 м³ газа по газосчетчику, то вам предположительно подается «плохой газ» и для успокоения души нужно законно метрологически определять качество газа и готовиться к скандалу, давлению и вообще к суду.
«Плохой газ» — в данном случае имеется в виду газ, чей состав не обеспечивает нужной калорийности (например, много азота или воды) или не соответствует давление.

Теперь вы можете САМОСТОЯТЕЛЬНО провести и записать результаты определения калорийности газа в надежное место. Когда в доме станет холодно, когда погода станет морозной, сверьте записанный результат с полученным. Хоть совпадут, хоть не совпадут, хоть газовый начальник придет

  1. с извинениями,
  2. с букетиком цветов,
  3. копией платежки о переведенных на ваш счет деньгах (компенсация за материальный и моральный ущерб [диалог под заголовком статьи]),

хоть не придет — ваша совесть будет спокойна:
вы — знаете,
вы — платите.

«Можно ли определить качество, калорийность газа по скорости закипания чайника?»

Теперь, после усвоения знаний по определению калорийности газа читатели и сами в состоянии дать ответ.

Количественно, метрологически — нет, нельзя определить качество, калорийность газа по скорости закипания чайника.

По времени закипания чайника можно качественно судить об изменении калорийности газа, сравнивая измерения (вариант 1 или 2?), разнесенные во времени:

  1. Чайник закипает быстрее, значит — калорийнось газа повысилась (или кислорода в воздухе стало больше, или кухонная плита лучше стала?)
  2. Чайник закипает медленее, значит — калорийнось газа понизилась (или кислорода поубавилось — глобальное потепление сказалось, или горелка плиты засорилась?)

Успехов в исследованиях газа и наблюдениях за газовиками!

Источник