Ideale Gaswet
Druk, volume en temperatuur zijn onderling verbonden.
De gecombineerde gaswet is een vergelijking afgeleid van de ideale gaswetvergelijking. De gecombineerde gaswet stelt:
|
Stookolie |
Gemiddelde Verwarmingswaarde (imperiale eenheden) |
Gemiddelde Verwarmingswaarde (metrische eenheden) |
|
Nr. 1 Kerosine |
134.000 Btu/gal |
37,34 MJ/l |
|
Nr. 2 Brandstofolie |
140.000 Btu/gal |
39,02 MJ/l |
|
Nr. 4 Zware Stookolie |
144.000 Btu/gal |
40,13 MJ/l |
|
Nr. 5 Zware Stookolie |
150.000 Btu/gal |
41,80 MJ/l |
|
Nr. 6 Zware Stookolie (2,7% zwavel) |
152.000 Btu/gal |
42,36 MJ/l |
|
Nr. 6 Zware Stookolie (0,3% zwavel) |
143.800 Btu/gal |
40,07 MJ/l |
|
Kolen |
Gemiddelde Verwarmingswaarde (imperiale eenheden) |
Gemiddelde Verwarmingswaarde (metrische eenheden) |
|
Antraciet |
13.900 Btu/lb |
32,3 MJ/kg |
|
Bitumineus |
14.000 Btu/lb |
32,6 MJ/kg |
|
Sub-bitumineus |
12.600 Btu/lb |
29,3 MJ/kg |
|
Bruinkool |
11.000 Btu/lb |
25,6 MJ/kg |
|
Gas |
Gemiddelde Verwarmingswaarde (imperiale eenheden) |
Gemiddelde Verwarmingswaarde (metrische eenheden) |
|
Aardgas |
1.000 Btu/cu ft |
37,3 MJ/m3 |
|
Vloeibaar Butaan |
103.300 Btu/gal |
28,79 MJ/l |
|
Vloeibaar Propaan |
91.600 Btu/gal |
25,53 MJ/l |
Brandstof Warmtewaarde Tabel
Waar:
P = Druk
V = Volume
T = Temperatuur
k = Constante voor een vaste hoeveelheid gas.
P, V en T worden variabelen genoemd, omdat ze variëren afhankelijk van reële wereldfactoren die als waarden in de vergelijking worden ingevoerd. De verhouding van PV tot T is constant. Dit betekent dat als P toeneemt, V afneemt, en als V toeneemt, P afneemt. De relatie tussen druk en volume bij constante temperatuur is omgekeerd evenredig.
Als de temperatuur constant blijft, zal een toename van de druk leiden tot een afname van het volume.
Als de temperatuur constant blijft, zal een afname van de druk leiden tot een toename van het volume.
Als P constant wordt gehouden, zijn V en T direct gerelateerd, d.w.z. als V toeneemt, neemt T toe, en vice versa. Dezelfde situatie doet zich voor als V constant wordt gehouden, d.w.z. P en T zijn gerelateerd, en een toename van P zal een toename van T veroorzaken, en vice versa. De relatie tussen temperatuur en druk bij constant volume is lineair, net als de relatie tussen temperatuur en volume bij constante druk.
Enkele voorbeelden zonder eenheden kunnen worden gebruikt om de vergelijking verder te verduidelijken.
Voorbeeld 1
Een stoomsysteem heeft een druk van 10, een volume van 3 en een temperatuur van 100.
Het volume van een stoomsysteem is vast, omdat het een gesloten systeem is. Het verhogen van de systeemdruk naar 15 moet ook de temperatuur proportioneel verhogen, omdat de constante waarde (k) moet worden gehandhaafd om de vergelijking geldig te houden. Het is mogelijk om T te berekenen door de nieuwe hogere drukwaarde van 15 in te voeren en vervolgens de vergelijking op te lossen.
P = 15
V = 3
K = 0,3
T = ?
PV / T = k
(15 x 3) / T = 0,3
(15 x 3) / 0,3 = T
(15 x 3) / 0,3 = 150
Evenzo zal een verlaging van de druk leiden tot een verlaging van de temperatuur, omdat het volume constant wordt gehouden.
Als het volume constant blijft, zal een toename van de druk leiden tot een proportionele toename van de temperatuur.
Als het volume constant blijft, zal een afname van de druk leiden tot een proportionele afname van de temperatuur.
De ideale gaswet wordt gebruikt om drukken, volumes en temperaturen van een gas over verschillende bereiken te berekenen. Zodra deze waarden bekend zijn, is het mogelijk om zaken te berekenen zoals:
- De hoeveelheid energie die het systeem bevat en hoeveel kan worden overgedragen naar het gebruikspunt, bijvoorbeeld naar een stoomturbine.
- De grootte en dikte van de benodigde systeemleidingen.
- De grootte van de benodigde ketels.
- Gasstroomsnelheid binnen het systeem.
Een deel van deze gegevens wordt vervolgens in een gastabel opgenomen, of wanneer gebruikt voor stoom, een stoomtabel. Stoomtabellen zijn essentieel bij het ontwerpen en bedienen van een stoomsysteem.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Introductie tot Stoom, Ketels en Thermodynamica
Basisprincipes van de Verbrandingsmotor
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 1)
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 2)
Hoe Kolen Gestookte Energiecentrales Werken
Hoe Kokendwaterreactoren Werken
Aanvullende Bronnen
https://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas_law
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/ideal-gas-law
https://chem.libretexts.org/Bookshelves