ГОСТ Р 8.974-2019 Государственная система обеспечения единства измерений. Газовый анализ. Пересчет данных состава газовых смесей

>

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

8.974— 2019

Государственная система обеспечения единства измерений

ГАЗОВЫЙ АНАЛИЗ

Пересчет данных состава газовых смесей

Издание официальное

Москва Стандартинформ 2019

ГОСТ Р 8.974—2019

Предисловие

  • 1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» (ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»)

  • 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы», подкомитетом ПК 206.5 «Эталоны и поверочные схемы в области измерения физико-химического состава и свойств веществ»

  • 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому ре* гулированию и метрологии от 30 октября 2019 г. № 1062-ст

  • 4 ВВЕДЕН 8ПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N? 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регупированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стзндартинформ. оформление. 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

  • 1 Область применения

  • 2 Нормативные ссылки

  • 3 Термины, определения и обозначения

  • 4 Методы пересчета

  • 5 Вычисление коэффициентов сжимаемости

  • 6 Оценка неопределенности пересчета значений величин

Приложение А (справочное) Коэффициенты сжимаемости веществ

ГОСТ Р 8.974—2019

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений ГАЗОВЫЙ АНАЛИЗ

Пересчет данных состава газовых смесей

State system for ensuring the uniformity of measurements. Gas analysis. Conversion of gas mixture composition data

Дата введения — 2020—09—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на газовые смеси (далее — смеси) и устанавливает методику взаимного пересчета значений молярной доли, объемной доли, массовой доли и массовой концентрации компонентов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт;

ГОСТ 34100.3/ISO/IEC Guide 98-3 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссыло^ых стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет игы по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий гад. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссыпка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без умета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

  • 3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

    • 3.1.1 газовая смесь: Смесь чистых веществ, не вступающих друг с другом в химическую реакцию, находящаяся в газообразном состоянии.

    • 3.1.2 компонент: Чистое вещество в составе смеси.

    • 3.1.3 параметры состояния: Физические величины (давление и температура), характеризующие равновесное состояние газовой смеси.

    • 3.1.4 молярная доля: Отношение количества вещества компонента к количеству вещества смеси.

    • 3.1.5 объемная доля: Отношение объема компонента к объему многокомпонентной смеси.

Примечание — Значение объемной доли зависит от давления и температуры смеси.

Издание официальное

  • 3.1.6 массовая доля: Отношение массы компонента к массе смеси.

  • 3.1.7 массовая концентрация: Отношение массы компонента к объему смеси.

Примечание — Значение массовой концентрации зависит от давления и температуры смеси.

  • 3.1.8 коэффициент сжимаемости: Отношение объема произвольного количества компонента или смеси при определенных значениях давления и температуры к объему того же количества компо-нента или смеси при тех же самых значениях давления и температуры, вычисленному по уравнению закона идеального газа.

  • 3.1.9 коэффициент смешения: Отношение объема произвольного количества смеси при определенных значениях давления и температуры к сумме объемов всех компонентов смеси до смешения при тех же самых значениях давления и температуры.

  • 3.1.10 вириальные коэффициенты: Коэффициенты, полученные путем разложения в ряд коэффициента сжимаемости в виде степеней параметра состояния.

3.2 В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:

Р— давление. Па;

Т — температура. К;

х, — молярная доля но компонента;

— объемная доля /-го компонента;

w, — массовая доля но компонента;

Pi — массовая концентрация /-го компонента. кг/мэ;

Z, — коэффициент сжимаемости /-го компонента;

Zs — коэффициент сжимаемости смеси;

R — универсальная газовая постоянная (R — 8.3144598 Дж/(моль — К)). Дж/(моль — К);

/5 — коэффициент смешения смеси;

М( — молярная масса r-го компонента, кг/моль;

MN — молярная масса газа-разбавителя, кг/моль;

Ms — молярная масса смеси, кг/моль;

со — фактор ацентричности;

8(7) — второй молярно-объемный коэффициент, м3/моль;

Ткри1 — критическая температура. К;

Те— приведенная температура. К;

Ряр(П — критическое давление. Па.

4 Методы пересчета

4.1 Пересчет между значениями величин

Пересчет значения одной величины в значение другой величины осуществляется при определенных параметрах состояния рассматриваемой смеси.

При известном содержании только определяемого Аго компонента в смеси пересчет значений искомых величин осуществляют путем умножения значений исходных величин на коэффициенты пересчета. указанные в таблице 1.

Таблица 1 — Коэффициенты пересчета значений величин при известном содержании только определяемого компонента смеси

Значение исходной

ОТЛИЧИМЫ

Значение исоомои величины

*,

1

‘s Z.

4

a M,

zs

Ms

zs

Zs

1

ZSM.

aMi

fsZt

‘s Ms Z.

fsz,

Окончание таблицы 1

Значение исходной

величины

Значение искомой величины

*>

’у

*.

h

«,

Ms М.

fs Ms Zl zs м,

1

a Ms zs

р|

Zs

fS Z;

zs

1

a-M,

aM,

aMs

„ р

Примечание — as .

о • J

При известном содержании всех компонентов рассматриваемой смеси (количество компонентов к = 1…../V) коэффициенты пересчета значений величин из таблицы 1 преобразуются в коэффициенты

пересчета, указанные в таблице 2.

Zs

fSMs

Zs

к-1 Z*

WK ‘ 2К

к-1

Таблица 2 — Коэффициенты пересчета значений величин при известном содержании всех компонентов смеси

Значение исходной

величины

Значение искомой величины

*.

₽|

xi

1

Z,

м.

аМ,

N

zk

k-t

Xх* м»

к-1

N

К-1

ф.

1

1

Ч

а-М, fS Л

2>.£ф*_Ч

Л-1 Z*

1

z.

1

a

<* w ЧУ — к-1м*

м у w* 2*

■ £ ч

t wk Zk

‘s L M *-i 4

_ у ф*_.

Примечание — При выполнении расчетов используют формулы:

Ms

  • 7 «

у-= Xх* Z*.

’S *-1

4.2 Пересчет значения величины при различных параметрах состояния

Пересчет значения объемной доли при исходных параметрах состояния (Р. Т) к значению объемной доли при заданных параметрах состояния (Р. Тэм) осуществляют по формуле

(1)

где ф( (Р. 7) — значение объемной доли при исходных значениях давления и температуры; <р(значение объемной доли при заданных значениях давления и температуры.

Пересчет значения массовой концентрации при исходных параметрах состояния (Р. 7) к значению массовой концентрации при заданных параметрах состояния (Р9ЖД, Т) осуществляют по формуле

Р. (рИд) — ppTzz{s(PJ} Р, (Р.п к Лад (*мдЛад J

(2)

где р, (Р. 7) — значение массовой концентрации компонента при исходных значениях давления и температуры;

р, (Рзад, 7эи) — значение массовой концентрации при заданных значениях давления и температуры.

5 Вычисление коэффициентов сжимаемости

5.1 Для вычисления коэффициента сжимаемости компонента используется усеченное вириаль-ное уравнение

г.7).Н^И

(3)

где Z{P. Т} — коэффициент сжимаемости при давлении Р и температуре 7;

8(7) — второй молярно-объемный вириальный коэффициент при температуре 7.

Второй молярно-объемный вириальный коэффициент вычисляют по уравнению Ветере

в(П —1————р——‘■——-

Gcpni

(4)

где

g’°>e 0,1445-*330 °’1385 °-0121

т?

(5)

Л

ffO)eO.O73 + ^^-0097 Tt Т2 г ‘г

7*

0.0073 7?

(6)

(21 0.2717 0.2388 0,0716 1502 10 4

д’ ’в0.1042—+——-х—+■

7j>

Г?

(7)

Т?

т

Ткри»

Г1.72

±йш__263

М,

Примечание — Если значение коэффициента получается отрицательным, его следует принимать равным нулю.

Коэффициенты сжимаемости ряда веществ, рассчитанные в соответствии с усеченным вириаль-ным уравнением (3) при Р= 101325 Па и Т- 293.15 К. приведены в приложении А.

Коэффициент сжимаемости смеси вычисляют из малярных долей компонентов и коэффициентов сжимаемости компонентов в соответствии с уравнением

Zs-fs z,-.

j-t

где коэффициент смешения смеси fs принимается равным единице, следовательно, уравнение (10) сокращается до эквивалента закона Амагата

Т,

(8)

(9)

(Ю)

(11)

6 Оценка неопределенности пересчета значений величин

В случае выполнения пересчета между значениями величин согласно 4.1 в бюджете неопределенности по ГОСТ 34100.3 следует учитывать следующие составляющие, связанные с выполнением данного пересчета:

u(Ms) — стандартная неопределенность молярной массы смеси;

u(Z) — стандартная неопределенность коэффициента сжимаемости компонента; u(Zs) — стандартная неопределенность коэффициента сжимаемости смеси;

u(fs) — стандартная неопределенность аппроксимации единицей коэффициента смешения; и(М) — стандартная неопределенность молярных масс компонентов;

u(R} — стандартная неопределенность универсальной газовой постоянной.

Для приближенной оценки данных составляющих руководствуются следующими формулами;

02)

(13)

(14)

где ufxz) — стандартная неопределенность молярной доли компонента.

8 приближенной оценке не учитывают, считая незначимыми, неопределенности u(fs}, и(М,} и u(R).

Приложение А (справочное)

Коэффициенты сжимаемости веществ

Таблица АЛ — Коэффициенты сжимаемости веществ

Вещество

Формула

М, тГыоль

7^. К

Лда-г*

МГП»

2.

Аргон

Аг

39.9481

8728

150.86

48.98 10s»

0

0.9993

Арсин

AsH3

77,9455

210,67

373

65.5 ■ 10»

0.0105

0.9896

Трихлорид бора

ВС13

117.1680

285.65

451.95

38.71 10»

0.1505

0.9642

Тетрафторэтилен

C2F4

100.0148

197,51

306.45

39.44 10*

0,227

0.9895

Гехсафторэтан

с/в

138.0116

194.95

292.8

29.8 • 10»

0,249

0.9880

Ацетилен

С2Н2

26.0372

189.35

308.3

61.38 105

0.191

0.9927

1.1 -Дифторэтилен

c2h2f2

64.0340

187.5

302.8

44.6 • 10»

0.136

0.9913

Винилхлорид

с2нэа

62.4966

259.25

432

56.7 • 10»

0.1

0.9799

1 -Хлор-1.1 -Дифторэтан

c2h3cif2

100.4934

263.95

410.29

40.41 — 10»

0.231

0.9730

Винилфторид

c2h3f

46,0435

200.95

327.8

52.4 ■ 10»

0.143

0.9904

1.1.1 -Трифторэтан

c2h3f3

84,0403

225.81

345.88

37.64 10»

0.261

0,9833

Этилен

СА

28.0531

169.47

282.34

50.41 • 10»

0,086

0,9939

1.1-Дифторэтан

C^Fj

66.0499

249.13

386.44

45.2 — 10»

0.275

0.9796

Оксид этилена

С2Н4О

44,0525

283.6

469.15

71,9 • 10»

0,197

0.9617

Хлорэтан

с2н5а

64.5126

285.42

460.35

52,7 • 10»

0.19

0.9708

Фторэтан

c2h5f

48.0595

235.45

375.31

50.28 10»

0,22

0.9840

Этан

C2He

30.0691

184.55

305.32

48.72 10»

0.1

0.9919

Диметилоеый эфир

с2нво

46.0685

248.31

400,1

53,7 • 10»

0.2

0.9806

Диметиламин

c2h7n

45.0839

280,03

437.2

53.4 • 10»

0,3

0.9630

1 -Хлор-1.1 -2.2-Тетрафторэтан

c2hcif4

136.4743

261.41

400

37.6 • 10»

0,274

0.9725

Гексафт орпропилен

c3Fe

150.0222

243.55

368

29 10»

0,205

0.9742

Октафт ор прол ан

C3Fe

188.0190

236.4

345.05

26.8 10»

0,327

0.9759

Пропадиен

с3н4

40,0637

238.65

394

52.5 10»

0.104

0.9815

Метилацетилен

С3Н4

40.0637

249.94

402.4

56,3 • 10»

0.212

0.9785

Циклопропан

с3нв

42.0797

240.37

397.91

54.95 — 10»

0.127

0.9819

Пропилен

С3Нв

42.0797

225.46

364,9

46 • 10»

0.141

0.9847

Пропан

С3Н8

44.0956

231,11

369.83

42.48 — 10»

0.152

0.9827

Триметилэмин

C3HgN

59.1104

276.02

433.25

40.73 10»

0,209

0.9680

Гептафторпропан

C3HF,

170.0286

256.79

374.83

29.12 • 10»

0,355

0.9700

Октафтор-2-бутен

ел

200.0296

270,36

392

23,3 ■ 10»

0,292

0.9580

Октафторциклобутан

c4Fe

200.0296

267,17

388.37

27.78 10»

0.356

0.9643

н-Бутан

САО

58,1222

272.65

425.12

37.96 10»

0,2

0.9682

2-метилпропан

С4Н10

58.1222

261.43

407.8

36,4 • 10»

0,184

0.9718

1.2-Бутадиен

СА

54.0903

284

452

43,6 • 10»

0,166

0.9603

1,3-Бутадиен

С4Нв

54,0903

268.74

425.37

43.3 • 10»

0.193

0.9709

Этилацетилен

С4Нв

54.0903

281.22

443.2

49.5 • 10»

0.247

0.9661

1-Бутен

СА

56.1062

266.9

419.59

40.2 • 10»

0.187

0.9716

Цис-2-бутен

СА

56.1062

276.87

435.58

42.06 10»

0,203

0.9666

Окончание таблицы А. 1

Вещество

Формула

Mf г/мопь

к

’■«.нт-К

р.ркт- п»

2.

Транс-2-6утэн

С4Н8

56.1062

274.03

428.63

41.02 • 105

0,218

0.9679

Циклобутан

С4Н8

56.1062

285.66

459.93

49.8 • 105

0.185

0.9634

2-метилпролен

с<н8

56.1062

266.25

417.9

39.99 • 105

0.189

0,9719

2.2-диывт ил пропан

с5н,2

72.1487

282.65

433.8

31.96 • 105

0.196

0.9602

Бромхлордифторметан

CBrCIFj

165.3629

269.14

426,15

42.54 • 105

0,187

0,9721

Броытрифторметан

СВгР3

148.9098

215,26

340,15

39.7 — 105

0.17

0,9856

Дихлоодифторметан

cci2f2

120.9104

243.36

384.95

41,25 • 105

0.18

0.9794

Хлортрифторметан

CCIF3

104,4573

296,97

471,2

44.08 • 105

0.189

0,9622

Тетрафторметан

cf4

88.0042

145.09

227,5

37.4 • 105

0.179

0.9961

Хлорметан

CHjCI

50.4860

248.93

416.25

66.8 — 105

0.153

0.9840

Фторметан

CH3F

34.0329

194.82

317.42

58,75 • 105

0,198

0.9921

Метан

сн4

16.0425

111.66

190.56

45,99 • 105

0.012

0.9981

Метил меркаптан

CH4S

48.1100

279,11

469.95

72.3 • 105

0.158

0,9682

Метиламин

CHjN

31.0573

266.82

430.05

74.6 • 105

0.281

0,9679

Дихлорфторметан

CHC12F

102.9200

282.05

451.58

51.84 • 105

0,205

0.9717

Хлордифторметан

CHCIF2

86.4669

232.32

369.3

49,71 • 10*

0.219

0,9846

Трифторметан

CHFa

70,0138

191,09

299.01

48,16 • 105

0,264

0,9920

Хлор

ci2

70.9030

239.12

417.15

77.11 • 10s

0.069

0.9871

Оксид углерода

CO

28.0100

81,7

132.92

34.99 • 105

0,0663

0,9997

Диоксид углерода

CO2

44.0094

194.7

304.19

73.82 • 105

0.2276

0.9945

Карбонипсульфид

cos

60.0775

223

378.8

63.49 • 105

0.097

0.9880

Дейтерий

d2

2.0141

23.65

38.35

16.64 • 105

-0,1449

1.0006

Фтор

37.9968

84.95

144.12

51,72 • 105

0.053

0.9996

Водород

H2

2.0160

20.39

33.18

13,13 • 10s

-0.215

1.0007

Сероводород

H2s

34.0835

212.8

373.53

89.63 • 105

0,0942

0,9912

Хлористый водород

HCI

36.4595

188.15

324.65

83.1 • 105

0,1315

0.9942

Гелий

He

4.0026

4.22

5.2

2.28 — 105

-0,39

1,0008

Криптон

Kr

83.7982

119,8

209,35

55,02 • 105

0

0,9978

Азот

n2

28.0137

77,34

126.2

34.6 — 10s

0.0377

0.9998

Оксид диаэота

n2o

44.0131

184.67

309.57

72.45 • 105

0,1408

0,9942

Неон

Ne

20.1798

27,09

44,4

26.53 • 10s

-0.0395

1.0005

Трифторид азота

NF3

71.0021

144.09

234

44.61 • 105

0.12

0.9963

Аммиак

NH3

17,0308

239.72

405.65

112.8 • 10s

0.2526

0.9778

Оксид азота

NO

30.0063

121.38

180.15

64.8 • 105

0.5829

0.9997

Кислород

O2

31.9988

90.19

154,58

50.43 • 105

0.0222

0,9993

Фосфин

ph3

33.9977

185.41

324,75

65.4 • 105

0,0452

0,9929

Гексафторид серы

SFe

146.0579

209.25

318.69

37.6 • 105

0,2151

0.9875

Тетрафторид кремния

SiF4

104.0786

187,15

259

37.2 ■ 105

0,3858

0,9938

Силан

SiH4

32.1169

161

269.7

48.4 — 105

0,0938

0,9945

Диоксид серы

so2

64.0663

263.13

430.75

78.84 • 105

0,2453

0.9835

Ксенон

Xe

131.2936

165.03

289,74

58.4 • 105

0

0,9944

УДК 681.2.089:006.354

ОКС 17.020

Ключевые слова: малярная доля, объемная доля, массовая доля, массовая концентрация, газовая смесь, пересчет, коэффициент сжимаемости

БЗ 12—2019/70

Редактор Л.В. Каретникова Технический редактор И.Е. Черепкова Корректор И.А. Королева Компьютерная верстка Е.О. Асташина

Сдано о набор 01.11.2019. Подписано в печать 22.11.2019. Формат 00»84Ve. Гарнитура Ариал. Усл. печ. п. 1.40 Уч.-им. п. 1.26.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной раэработчнком стандарта

Создано в единичном исполнении оо . 117418 Москва. Нахимовский пр-т. д. 31. в. 2.

www.gosiinfo.tuinfo@goslinfa.ru

Оцените статью
Комментарии читателей