Farkli Basinclarda Dgazin Ozgul Ag.Hesabi

Degerli Arkadaslarim

1 m3 dogalgaz kac kg eder forum yazisinda yazmis oldugum son mesajin cok fazla okunma sansi olmayacagini dusunerek bu konu ile ilgili yeni baslik acmak zorunda kaldim.Zira bana gore bu kon u aslinda cok onemli konudur.Tekrar yazmak zorunda kaldigimdan dolayi butun arkadaslarimdan ozru bir borc bilirim.

Dogalgazin kutlece agirligi ozgul agirliga bagli olarak normal sartlar altinda (Atm basincinda) ve yuksek basinclarda degiskenlik arzetmektedir.Bunun temel sebebi de kompresebilite kisacasi SIKISTIRILMA FAKTORUDUR.

Simdi konuya bir giris yapacak olursak:

Kompresebilite Faktoru

Gazlarin ideal gaz halinden sapmalarinin kantitatif olarak ifadesi genellikle Kopmresebilite faktoru denilen bir katsayi ile belirtilmektedir.Bu katsayi cesitli hal denklemlerinden elde edilen sonuclari bir katsayi icinde topladigi icin cok kullanilmakta ve bir cok literaturde diagramlar halinde yer almaktadir.Kompresbilite faktorunu ihtiva eden ideal gaz denklemi soyle yazilmaktadir.

P*V=Z*R*T

Z=P*V/R*T

Burada Z kompresebilite faktoru olarak adlandirilir.Z faktorunun butun gazlar icin genellestirilen ifadesi indirgenmis sicaklik ve indirgenmis basinca bagliligini gosterir.

Indirgenmis basinc =Aktuel basinc/Kritik basinc

Indirgenmis sicaklik=Aktuel sicaklik/kritik sicaklik

Burada dikkat edilmesi gereken sicakliklarin secilen birim sistemine uygun mutlak sicakliklar olarak alinmasi gerektigidir.

Kompresebilite faktoru tabii sartlara yakin sicaklik ve basinclarda 1 den kucuk,cok yuksek basinclarda ise 1 den buyuk degerler almaktadir.Indirgenmis sicaklik ve basinc degerleri kullanildigi icin butun literaturlerdeki diagramlar boyutsuz degerlere gore hazirlanmis olup kullanilan birimlerden bagimsizidir.Burada Z kompresebilite proses hesaplarinda kullanisini gosterir bir kac ornek verecegim.

Simdi;

Dogalgazin en onemli bileseni olan metan gazinin iki hal icin yogunlugunu,Z kompresebilite faktorunu dikkate alarak hesaplayalim.

Ornek-1: Metan gazinin 25 C de ve 20 mbar isletme basincindaki Ozgul agirligini  hesaplayalim.

Verilen sartlarda gazin reel durumunu saptamak uzere Z kompresebilite faktoru diagramini kullanmaliyiz.(Yazinin sonunda Z kompresebilite diagramini bulabilirsiniz)

P=20 mbar (Atm ustu basinc) =1.020 mbar (Mutlak basinc)

Pk=45.8 atm=45.8*1.02=46.7 bar (Dogalgazin kritik basinci 45.8 bardir)

Pr=P/Pk=1.02/46.7=0.021    

T=25 C= 25+273=298 K

Tk=-82.1 C=190.9 K (Not Dogalgaz yuksek  basinc altinda 45.8 barda -82.1 C de sivilasir)

Tr=T/Tk=298/190.9=1.56

Asagida verecegim Z kompresebilite diagramindan da gorulecegi uzere 0.021 indirgenmis basinc bolgesi icin sicaklik ne olursa olsun kompresebilitie faktoru Z  1 degerine cok yakin olup rahatca 1 kabul edilebilir.Bu takdirde verilen sartlar icin metan gazi ideal sartlarda kabul edilir.

Simdi Ideal denklemi yazacak olursak;

P*V=n*R*T

n=G/M

G=Gazin agirligi (Kg)

M=Gazin molekul agirligi

D=G/V (Kg/m3) veya V=G/D

P*G/D=(G/M)*R*T veya

D=M*P/R*T

M=16 

P=1.02 bar=1.02*100000=102000 Nm^-2

T=298 K ve R=8315 J/Kmol*K alinirsa

D=0.658 (kg/m3) degerinin elde edildigi gorulecektir.

Ornek-2: Metan gazinin -25 C da ve 20 bar isletme basincindaki ozgul agirligini bulacak olursak?

Burada gazin mutlak sicakligi 248 K ve mutlak basinc 21 bardir.1.Ornekteki soruya benzer sekilde indirgenmis sicaklik ve indirgenmis basinc degerlerinden kompresebilite faktoru diagramindan Z=0.95 olarak bulunur.Buna gore yukarda verdigim ornege benzer sekilde yapilan hesaplarda reel sartlardaki ozgul agirlik 17.15 kg/m3 ideal sartlardaki ozgul agirlik ise 16.29 kg/m3 bulunacaktir.