Standardowa stopa sześcienna
Standardowa stopa sześcienna ( scf ) to jednostka używana zarówno w przemyśle gazu ziemnego do reprezentowania ilości gazu ziemnego, jak iw innych gałęziach przemysłu, w których używane są inne gazy. Jest to jednostka powszechnie stosowana w przypadku stosowania zwyczajowego systemu , zbioru norm ustalonych przez Narodowy Instytut Standardów i Technologii . Inną jednostką używaną w tym samym celu jest standardowy metr sześcienny ( Sm 3 ), zwyczajowo używany w jednostkach SI .
Definicje
Standardowa stopa sześcienna określa ilość gazu zawartego w objętości jednej stopy sześciennej w standardowej temperaturze i ciśnieniu. Ta standardowa jednostka wielkości cząsteczkowej gazów może być używana wraz z prawem gazu doskonałego do obliczania ilości na jednostkę objętości dla innych ciśnień i temperatur. Pomimo etykiety „standard”, istnieje wiele definicji, głównie w zależności od rodzaju gazu. Ponieważ dla danej objętości wielkość jest proporcjonalna do ciśnienia i temperatury , każda definicja ustala podstawowe wartości ciśnienia i temperatury.
Gazu ziemnego
Ponieważ gaz ziemny jest nieprecyzyjną mieszanką różnych cząsteczek, głównie metanu , ale z różnymi proporcjami innych gazów, standardowa stopa sześcienna gazu ziemnego nie reprezentuje dokładnej jednostki masy, ale ilość cząsteczkową wyrażoną w molach .
W przypadku gazów ropopochodnych standardową stopę sześcienną (scf) definiuje się jako jedną stopę sześcienną gazu w temperaturze 60 ° F (288,7 K; 15,56 ° C) i przy normalnym ciśnieniu powietrza na poziomie morza. Definicja ciśnienia różni się w zależności od źródła, ale wszystkie są zbliżone do normalnego ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza.
- Ciśnienie 14,696 funtów na cal kwadratowy (1,00000 atm ; 101,325 kPa ). Jest to takie samo ciśnienie, jak ciśnienie standardowe układu SI. Daje 1,1953 moli na scf.
- Ciśnienie 101,35 kilopaskali (1,0002 atm; 14,700 psi). Daje 1,1956 moli na scf.
- Ciśnienie 14,73 funta na cal kwadratowy (1,0023 atm; 101,56 kPa). Ta wartość jest bardzo zbliżona do 30 cali słupa rtęci . Daje 1,1981 mola na scf lub 0,002641 funta mola na scf.
Standardowy metr sześcienny gazu (scm) jest używany w kontekście układu SI . Jest podobnie definiowana jako ilość gazu zawarta w metrze sześciennym w temperaturze 15 ° C (288,150 K; 59 000 ° F) i pod ciśnieniem 101,325 kilopaskali (1,0000 atm; 14,696 psi).
Konwersja jednostek objętości między standardową stopą sześcienną a standardowym metrem sześciennym nie jest dokładna, ponieważ stosowana temperatura i ciśnienie bazowe są różne, ale w większości praktycznych sytuacji różnicę można zignorować. Porównanie tej samej objętości między standardowymi metrami sześciennymi 15 ° C (288,15 K) i 101,325 kPa w porównaniu ze standardową stopą sześcienną 60 ° F (288,71 K) i 14,73 psi (101,56 kPa) daje błąd 0,04%. Standardowa stopa sześcienna w amerykańskim systemie zwyczajowym odpowiada w przybliżeniu 0,02833 standardowych metrów sześciennych w układzie SI.
W przemyśle gazu ziemnego, gdzie ilości są często wyrażane w standardowych stopach sześciennych, duże wielokrotności standardowych stóp sześciennych na ogół nie są wyrażane za pomocą przedrostków metrycznych , ale raczej przedrostków opartych na cyfrach rzymskich, gdzie często pomija się s oznaczające „standard”. Typowe jednostki objętości gazu to ccf (sto standardowych stóp sześciennych), Mcf (tysiąc standardowych stóp sześciennych) i MMcf (milion standardowych stóp sześciennych). M się do rzymskiej liczby tysięcy, podczas gdy dwa M reprezentują tysiąc tysięcy lub milion. Stosowane są również Bcf (miliard standardowych stóp sześciennych), Tcf (biliard standardowych stóp sześciennych), Qcf (biliard standardowych stóp sześciennych) itp.
Sprężone lub skroplone gazy w butlach wielokrotnego napełniania
National Conference on Weights and Measures , organizacja non-profit z siedzibą w USA, działająca we współpracy z Narodowym Instytutem Standardów i Technologii Stanów Zjednoczonych, określiła zestaw norm w rozporządzeniu zatytułowanym „Jednolite przepisy dotyczące sposobu sprzedaży towarów ". Niniejsze rozporządzenie definiuje standardową stopę sześcienną dla gazów sprężonych lub skroplonych w butlach wielokrotnego napełniania innych niż LPG w następujący sposób: „Standardową stopę sześcienną gazu definiuje się jako stopę sześcienną w temperaturze 21 °C (70 °F) i ciśnieniu 101,325 kilopaskali [kPa] (14,696 psia)”.
Gazy przemysłowe
Jeszcze inne definicje są używane dla gazu przemysłowego , gdzie w USA standardowa stopa sześcienna dla gazu przemysłowego jest zdefiniowana przy 70 ° F (21,1 ° C) i 14,696 psia (101,325 kPa), podczas gdy w Kanadzie standardowa stopa sześcienna miernik do gazów przemysłowych jest zdefiniowany dla temperatury 15°C (59°F) i ciśnienia 101,325 kPa (14,696 psia).
Konwersja rzeczywistych objętości na standardowe objętości
Rzeczywistą objętość można przeliczyć na objętość standardową za pomocą następującego równania:
- V s = V za × fa p × fa t × ( fa pv ) 2
Gdzie,
- V s : objętość standardowa
- / V a : objętość rzeczywista (czasami pokazana jako Vr dla zarejestrowanej objętości)
-
F p : współczynnik ciśnienia (czasami pokazany jako P m dla mnożnika ciśnienia)
- F p : ciśnienie bezwzględne ciśnienie standardowe = (ciśnienie manometryczne + atmosferyczne ciśnienie)/ciśnienie bazowe
-
F t : współczynnik temperatury (czasami przedstawiany jako T m dla mnożnika temperatury)
- F t : bezwzględna temperatura standardowa / bezwzględna temperatura linii = [273,15 + temperatura standardowa (°C)] / [273,15 + temperatura linii (°C)] lub [459,67 + temperatura standardowa (°F)] / [459,67 + temperatura linii (°F) )]
- F pv : współczynnik super ściśliwości (często pomijany lub pokazywany jako równy 1)
Przykład: Ile standardowych stóp sześciennych znajduje się w 1 stopie sześciennej gazu o temperaturze 80 ° F i ciśnieniu manometrycznym 50 psi? (zakładając, że ciśnienie atmosferyczne wynosi 13,6 psi i pomijając super ściśliwość)
- Vs = 1 stopa sześcienna × [(13,6 psi + 50 psi) / 14,73 psi] × [(60 °F + 459,67 °F) / (80 °F + 459,67 °F)] Vs
- = 4,16 scf