TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12798:2019 (ISO 6976:2016) VỀ KHÍ THIÊN NHIÊN – PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHIỆT TRỊ, KHỐI LƯỢNG RIÊNG, TỶ KHỐI VÀ CHỈ SỐ WOBBE TỪ THÀNH PHẦN

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12798:2019

ISO 6976:2016

KHÍ THIÊN NHIÊN – PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHIỆT TRỊ, KHỐI LƯỢNG RIÊNG, TỶ KHỐI VÀ CHỈ SỐ WOBBE TỪ THÀNH PHẦN

Natural gas – Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe indices from composition

Lời nói đầu

TCVN 12798:2019 hoàn toàn tương đương với ISO 6976:2016.

TCVN 12798:2019 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 193 Sản phẩm khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Trong giao nhận thương mại nội địa và quốc tế đối với khí thiên nhiên luôn luôn yêu cầu xác định chính xác cả khối lượng và chất lượng khí được mua bán. Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp để tính các tính chất chính mô tả chất lượng khí, là nhiệt trị tổng và nhiệt trị thực, khối lượng riêng, tỷ khối, chỉ số Wobbe tổng và chỉ số Wobbe thực. Các phương pháp đưa ra giá trị trung bình tính toán các tính chất này và độ không đảm bảo đối với khí thiên nhiên, chất thay thế khí thiên nhiên hoặc nhiên liệu dạng khí dễ cháy tương tự có thành phần đã biết tại các điều kiện chuẩn sử dụng thông thường.

Thông thường, các giá trị của các đặc tính khác nhau tính được theo tiêu chuẩn này sẽ khác chỉ những lượng rất nhỏ với các giá trị tính được sử dụng phiên bản thứ hai của tiêu chuẩn này (1995). Trong tiêu chuẩn này, công nhận:

a) Chấp nhận các rà soát chi tiết trong tiêu chuẩn này không phải không có giá trị, vì phần mềm thiết bị cần nâng cấp;

b) Kết quả của các rà soát này, mức năng lượng được ghi lại và năng lượng được chi trả sẽ thay đổi chút ít;

c) Có thể xảy ra các tác động không mong muốn nếu những rà soát được thực hiện không thích hợp; ví dụ, nếu những rà soát được thực hiện tại các điểm vào trên hệ thống đường ống nhưng không thực hiện tại các điểm ra, khi đó sẽ dẫn đến sự không cân bằng về số liệu;

d) Cần tính đến các quy định hiện hành, thương mại, hợp đồng

Vì những lý do này và phụ thuộc vào ứng dụng của người sử dụng, việc đánh giá tác động có thể tiến hành thích hợp để xác định thời gian và quy trình thỏa thuận để thực hiện các điều khoản của tiêu chuẩn này.

 

KHÍ THIÊN NHIÊN – PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHIỆT TRỊ, KHỐI LƯỢNG RIÊNG, TỶ KHỐI VÀ CHỈ SỐ WOBBE TỪ THÀNH PHẦN

Natural gas – Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe indices from composition

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp tính nhiệt trị tổng, nhiệt trị thực, khối lượng riêng, tỷ khối, chỉ số Wobbe tổng và chỉ số Wobbe thực của các khí thiên nhiên, chất thay thế khí thiên nhiên và các nhiên liệu khí dễ cháy khác, khi biết thành phần của khí tính theo mol. Các phương pháp được quy định cung cấp phương tiện tính các tính chất của hỗn hợp khí tại các điều kiện chuẩn đã sử dụng phổ biến.

Thống nhất sử dụng thành phần khí bằng đơn vị mol. Xác định thành phần khí này bằng phân tích – sắc ký khí được hướng dẫn trong TCVN 12047-1 (ISO 6974-1) và TCVN 12047-2 (ISO 6974-2).

Các phương pháp tính toán đòi hỏi các giá trị đối với các tính chất vật lý khác nhau của các thành phần tinh khiết; các giá trị này, cùng với độ không đảm bảo, được cung cấp trong các bảng thành phần và nguồn của chúng được xác định.

Các phương pháp được đưa ra để tính độ không đảm bảo tiêu chuẩn của các tính chất.

Các phương pháp tính các giá trị của các tính chất theo mol, khối lượng hoặc theo thể tích có thể áp dụng đối với bất kỳ khí thiên nhiên, chất thay thế khí thiên nhiên hoặc nhiên liệu dễ cháy khác thường là khí, ngoại trừ đối với các tính chất tính theo thể tích phương pháp bị hạn chế đối với các hỗn hợp mà hệ số nén tại các điều kiện chuẩn lớn hơn 0,9.

Các phép tính ví dụ được nêu trong Phụ lục D đối với các phương pháp tính toán được khuyến nghị.

CHÚ THÍCH 1: Trong tiêu chuẩn này, các từ hạn định “cao cấp” (“superior”), “cao hơn” (“higher”), “phía trên” (“upper”) và “tổng” (“total”) là từ đồng nghĩa với “tổng” (“gross”); giống như vậy, “kém hơn” (“inferior”) và “thấp hơn” (“lower”) là đồng nghĩa với “thực” (“net”). Thuật ngữ “nhiệt trị” (“heating value”) là đồng nghĩa với “nhiệt lượng” (“calorific value”); “khối lượng riêng khối” (“mass density”) và “khối lượng riêng” (“specific density”) là đồng nghĩa với “khối lượng riêng” (“density”); “trọng lượng riêng” (“specific density”) đồng nghĩa với “tỷ khối” (“relative density”); “trị số Wobbe” (“Wobbe number”) đồng nghĩa với “chỉ số Wobbe” (“Wobbe index”); “hệ số khả năng nén” (compressbility factor”) đồng nghĩa với “hệ số nén” (“compression factor”). Khối lượng phân tử định lượng không thứ nguyên về mặt số là bằng với khối lượng phân tử tính bằng kg.kmol^-1.

CHÚ THÍCH 2: Không có các giới hạn rõ ràng về thành phần mà các phương pháp đã mô tả trong tài liệu này có thể áp dụng được. Tuy nhiên, hạn chế của các phép tính theo thể tích đối với các hỗn hợp có hệ số nén lớn hơn 0,9 tại các điều kiện chuẩn thiết lập các giới hạn tuyệt đối về thành phần.

CHÚ THÍCH 3: Vì phần mol của nước có mặt thông thường không có sẵn từ phép phân tích sắc ký đồ, thực tế người ta tính các tính chất lý học trên cơ sở khí khô và có xét đến các ảnh hưởng của hơi nước trong quy trình tách. Tuy nhiên, nếu phần mol của hơi nước được biết, khi đó các phép tính tính chất có thể được tiến hành hoàn toàn theo các quy trình được mô tả ở đây. Các ảnh hưởng của hơi nước lên nhiệt trị, ở đó nhiệt trị được đo trực tiếp hoặc được tính toán, được thảo luận trong ISO/TR 29922.

CHÚ THÍCH 4: Đối với các hydrocacbon no có số cacbon 7 hoặc cao hơn, đồng phân bất kỳ có mặt được bao gồm với đồng phân bình thường có số cacbon giống nhau.

CHÚ THÍCH 5: Nếu yêu cầu của người sử dụng bao gồm việc thay thế, ví dụ, nhóm C₆₊ hoặc C₇₊ của các cấu tử chưa được phân giải về mặt phân tích bởi các cấu tử-giả đơn lẻ, khi đó nhiệm vụ của người sử dụng là thiết lập thành phần phần mol, và do đó các tính chất, của cấu tử giả là phù hợp với mục đích trong ứng dụng cụ thể. Bất kỳ cái gì được gọi là “nước khán giả” và “hydro sulffua không dễ cháy” được xử lý như là các cấu tử giả bằng cách thiết lập entalpy thích hợp của các giá trị cháy về zero.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 12047-1 (ISO 6974-1) Khí thiên nhiên – Xác định thành phần và độ không đảm bảo kèm theo bằng sắc ký khí-Phần 1: Hướng dẫn chung và phương pháp tính thành phần

TCVN 12047-2 (ISO 6974-2) Khí thiên nhiên – Xác định thành phần và độ không đảm bảo kèm theo bằng sắc ký khí – Phần 2: Phương pháp tính độ không đảm bảo

ISO 14912:2003 Gas analysis – Conversion of gas mixture composition data (Phân tích khí – Chuyển đổi dữ liệu thành phần hỗn hợp khí)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1

Nhiệt trị tổng (gross calorific value)

Lượng nhiệt được sinh ra từ việc đốt cháy hoàn toàn một lượng khí xác định trong oxy, tại áp suất, p₁, giữ nguyên không đổi, và tất cả các sản phẩm cháy được quy về cùng nhiệt độ quy định, t₁, là sản phẩm của các chất phản ứng, tất cả các sản phẩm này ở trạng thái khí ngoại trừ nước, được ngưng tụ thành trạng thái lỏng tại t₁.

CHÚ THÍCH 1: Nếu lượng khí được quy định tính theo mol, nhiệt trị tổng được ký hiệu là (Hc)_G(t₁, p₁); tính theo khối lượng, nhiệt trị tổng được ký hiệu là (Hm)_G(t₁, p₁). Nếu lượng khí được quy định tính theo thể tích, nhiệt trị tổng được ký hiệu là (Hv)_G(t₁, p₁; t₂, p₂), và t₂ và p₂ là các điều kiện chuẩn (đo) thể tích khí (xem Hình 1).

3.2

Nhiệt trị thực (net calorific value)

Lượng nhiệt được sinh ra từ việc đốt cháy toàn bộ lượng khí xác định trong oxy, tại áp suất, p₁, giữ nguyên không đổi, và tất cả các sản phẩm của quá trình đốt cháy được quy về về cùng nhiệt độ quy định, t₁, như sản phẩm của các chất phản ứng, tất cả các sản phẩm này đang ở trạng thái khí.

CHÚ THÍCH 1: Tính theo mol, khối lượng, thể tích, nhiệt trị thực được ký hiệu tương ứng là (Hc)_N(t₁, p₂), (Hm)_N(t₁, p₁) và (Hv)_N(t₁, p₁; t₂, p₂).

3.3

Khối lượng riêng (density)

Khối lượng của mẫu khí chia cho thể tích của nó tại các điều kiện quy định về áp suất và nhiệt độ.

3.4

Tỷ khối (relative density)

Khối lượng riêng của khí chia cho khối lượng không khí khô có thành phần chuẩn tại các điều kiện quy định giống nhau về áp suất và nhiệt độ.

CHÚ THÍCH 1: Thuật ngữ tỷ khối lý tưởng áp dụng khi cả hai khí và không khí được xem như là khí tuân theo định luật khí lý tưởng (3.8). Thuật ngữ tỷ khối thực áp dụng khi cả hai khí và không khí được xem như là các chất lỏng thực (3.9). Đối với thành phần chuẩn cố định của không khí khô, xem ISO/TR 29922.

3.5

Chỉ số Wobbe tổng (gross Wobbe index)

Nhiệt trị tổng tính theo thể tích, tại các điều kiện chuẩn quy định, chia cho căn bậc hai của tỷ khối tại các điều kiện chuẩn đo quy định giống nhau.

CHÚ THÍCH 1: Trong sử dụng thông thường, và khi không có bất kỳ hạn định nào khác, thuật ngữ chỉ số Wobbe được xác định ở đây là chỉ số Wobbe tổng.

3.6

Chỉ số Wobbe thực (net Wobbe index)

Nhiệt trị thực tính theo thể tích, tại các điều kiện chuẩn quy định, chia cho căn bậc hai của tỷ khối tại các điều kiện chuẩn đo quy định giống nhau.

3.7

Entalpy chuyển hóa (enthalpy of transformation)

Lượng nhiệt giải phóng cùng với sự thay đổi điều kiện (sự chuyển hóa) của một chất hoặc hệ thống từ một điều kiện (ban đầu) đến điều kiện khác (cuối cùng).

CHÚ THÍCH 1: Sự giải phóng nhiệt dương được hiển thị bởi quy ước nhiệt động học là bằng con số entalpy âm tầng lên mà không kể dấu.

CHÚ THÍCH 2: Trong tiêu chuẩn này, những thông tin dưới đây có thể được xác định:

– Entalpy của sự cháy: điều kiện ban đầu là điều kiện của hỗn hợp tỷ lượng chưa cháy của các chất phản ứng và điều kiện cuối cùng là điều kiện của các sản phẩm cháy tại áp suất và nhiệt độ như nhau

– Entalpy chuẩn của sự bay hơi: điều kiện ban đầu là điều kiện của một chất ở trạng thái lỏng bão hòa và điều kiện cuối cùng là điều kiện của cùng chất ở trạng thái giả thuyết của khí lý tưởng tại cùng nhiệt độ;

– Sự chênh lệch entalpy: điều kiện ban đầu là điều kiện của khí hoặc hỗn hợp khí tại nhiệt độ T₁ và điều kiện cuối cùng là điều kiện của khí hoặc hỗn hợp khí đã nêu tại cùng áp suất nhưng tại nhiệt độ khác nhau T₂;

– Sự hiệu chính entalpy (entaly còn lại): điều kiện ban đầu là điều kiện của hỗn hợp khí và khí trong trạng thái giả thuyết của khí lý tưởng và điều kiện cuối cùng là điều kiện của khí và hỗn hợp khí đã nêu tại cùng áp suất và nhiệt độ trong trạng thái khí thực.

3.8

Khí lý tưởng (ideal gas)

Khí tuân theo định luật khí lý tưởng

CHÚ THÍCH 1: Định luật khí lý tưởng có thể được biểu thị là

p . V° = R . T

trong đó

p là áp suất tuyệt đối;

T là nhiệt độ nhiệt động học;

V° là thể tích bị chiếm bởi một mol khí lý tưởng (thể tích mol lý tưởng);

R là hằng số khí tính bằng đơn vị sẵn có.

3.9

Khí thực (real gas)

Khí không có tính lý tưởng về thể tích

CHÚ THÍCH 1: Không có khí thực tuân theo định luật khí lý tưởng. Sự lệch khỏi tính lý tưởng thể tích có thể được viết theo phương trình trạng thái

p . V = Z(p,T) . R . T

trong đó

V là thể tích bị chiếm bởi một mol khí thực (thể tích mol thực)

Z(p,T) là biến số, thường gần với một, và được biết như là hệ số nén (3.10)

3.10

Hệ số nén (compression factor)

Thể tích thực của lượng khí nhất định tại nhiệt độ và áp suất quy định chia cho thể tích của nó được tính từ định luật khí lý tưởng ở cùng các điều kiện.

3.11

Điều kiện cháy chuẩn (combustion reference conditions)

Nhiệt độ quy định, t₁, và áp suất, p₁, tại đó nhiên liệu được đốt cháy.

3.12

Điều kiện đo chuẩn (metering reference conditions)

Nhiệt độ quy định, t₂, áp suất, p₂, tại đó thể tích của nhiên liệu bị đốt cháy được xác định.

CHÚ THÍCH 1: Không có lý do ưu tiên đối với các điều kiện đo chuẩn giống như các điều kiện cháy chuẩn (xem Hình 1).

CHÚ THÍCH 2: Một dải các điều kiện chuẩn được sử dụng trên toàn thế giới.

CHÚ THÍCH 3: Toàn bộ tiêu chuẩn này, việc sử dụng 15,55 °C được dự kiến như là ghi nhanh đối với độ Celsius chính xác tương đương với 60 °F, nghĩa là 15^5/9 hoặc 15,55 (số thập phân tuần hoàn) °C.

CHÚ THÍCH 4: Sự tương đương chính xác của 101,325 kPa với psi có thể được tính toán từ

(101 325) . (0,3048/12)² / (0,45359237) . (9,80665) = 14,695949 …

Trong thực tế, giá trị này thông thường được làm tròn đến 14,696 psi và giá trị làm tròn bằng với 101,325 kPa.

Hình 1 – Nhiệt trị tính theo thể tích – Các điều kiện đo và cháy chuẩn

4  Ký hiệu và đơn vị

4.1  Đại lượng

Ký hiệu	Ý nghĩa	Đơn vị
A	Khối lượng nguyên tử	kg.kmol-1
a	Chỉ số nguyên tử cacbon trong các loại phân tử tổng quát CaHbNcOdSe	–
b	Chỉ số nguyên từ hydro trong các loại phân tử tổng quát CaHbNcOdSe	–
c	Chỉ số nguyên tử nitơ trong các loại phân tử tổng quát CaHbNcOdSe	–
D	Khối lượng riêng
d	Chỉ số nguyên tử oxy trong các loại phân tử tổng quát CaHbNcOdSe	–
E	Chỉ số nguyên tử lưu huỳnh trong các loại phân tử tổng quát CaHbNcOdSe
F	Hàm số tạo ra tính chất Y	–
G	Tỷ khối	–
Hc	Nhiệt trị tính theo mol	kJ.mol-1
Hm	Nhiệt trị tính theo khối lượng	MJ.kg-1
Hv	Nhiệt trị tính theo thể tích	MJ.m-3
k	Hệ số bao phủ	–
L	Entalpy phân tử của sự hóa hơi của nước	kJ.mol-1
M	Khối lượng phân tử	kg.kmol-1
N	Số lượng các cấu tử trong hỗn hợp	–
n	Số lượng phép xác định trong bộ các giá trị	–
p	Áp suất (tuyệt đối)	kPa
q	Lượng đầu vào chính xác đối với phép tính của Y	(thay đổi)
R	Hằng số khí phân tử	J.mol-1.K-1
r	Hệ số tương quan	–
s	Hệ số tổng	–
T	Nhiệt độ nhiệt động học (tuyệt đối)	K
t	Nhiệt độ Celsius	°C
U(Y)	Độ không đảm bảo mở rộng của Y	(thay đổi)
u(Y)	Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của Y	(thay đổi)
V	Thể tích phân tử	m3.mol-1
W	Chỉ số Wobbe	MJ.m–3
X	Phần mol	–
Y	Tính chất lý học chung (chưa được quy định)	(thay đổi)
y	Lượng đầu vào không chính xác để tính Y	(thay đổi)
Z	Hệ số nén	–

4.2  Chỉ số dưới

Ký hiệu	Ý nghĩa
G	Tổng (nhiệt trị hoặc chỉ số Wobbe)
i	Bộ đếm hàng loạt Nhận dạng cấu tử
j	Bộ đếm hàng loạt Nhận dạng cấu tử
k	Bộ đếm hàng loạt
m	Bộ đếm hàng loạt
N	Thực (nhiệt trị và chỉ số Wobbe)
n	Bộ đếm hàng loạt
Air	Chỉ không khí
0	Giá trị (gốc) chuẩn (của áp suất)
1	Trạng thái cháy chuẩn
2	Trạng thái đo chuẩn
4.3  Chỉ số trên
Ký hiệu	Ý nghĩa
o	Đối với trạng thái khí lý tưởng

5  Nguyên tắc

Các phương pháp để tính các nhiệt trị (tổng và thực), khối lượng riêng, tỷ khối và các chỉ số Wobbe (tổng và thực) của khí thiên nhiên bất kỳ, chất thay thế khí thiên nhiên hoặc nhiên liệu dạng khí dễ cháy khác từ thành phần mol đã được xác định.

Đối với các giá trị nhiệt trị, những phương pháp này sử dụng công thức trong đó tất cả các loại phân tử riêng lẻ của hỗn hợp khí nhiệt trị tổng tính theo mol khí lý tưởng đã lập bảng được xác định phù hợp với phần mol của nó, sau đó tất cả các số hạng được cộng lại với nhau để nhận được trung bình phần mol của đại lượng này đối với hỗn hợp khí lý tưởng tính theo mol. Các công thức tiếp theo chuyển đổi đại lượng này thành nhiệt trị thực khí lý tưởng, và sau đó thành nhiệt trị tổng và nhiệt trị thực khí lý tưởng tính theo hoặc khối lượng hoặc thể tích.

Tương tự, đối với khối lượng riêng và tỷ khối, các phương pháp sử dụng các công thức trong đó, đối với tất cả các loại phân tử riêng lẻ của hỗn hợp khí, giá trị lập bảng của khối lượng phân tử được xác định phù hợp với phần mol của nó, tất cả các số hạng được cộng lại với nhau để nhận được trung bình phần mol của đại lượng này. Các công thức đã cho chuyển đổi khối lượng phân tử trung bình phần mol này sang khối lượng riêng hoặc tỷ khối khí lý tưởng.

Các giá trị của khối lượng riêng và tỷ khối đối với khí thực khi đó nhận được do việc áp dụng hệ số hiệu chính thể tích (hệ số nén), dẫn đến cách tính toán các giá trị trên.

Đối với các nhiệt trị, sự chuyển đổi từ trạng thái khí lý tưởng sang trạng thái khí thực về nguyên tắc là không đơn giản. Việc áp dụng trước tiên nên được thực hiện hiệu chính entalpy nhỏ (entalpy còn lại) đối với nhiệt trị (tổng hoặc thực) của khí lý tưởng tính theo mol, do vậy thu được nhiệt trị của khí thực tính theo mol. Tuy nhiên đối với các mục đích của tiêu chuẩn này, sự hiệu chính entalpy được ước tính là quá nhỏ không đáng kể (xem ISO/TR 29922).

Hệ quả của việc bỏ qua sự hiệu chính entalpy, các nhiệt trị khí thực tính theo mol và khối lượng được thiết lập là bằng với các giá trị khí lý tưởng tương ứng. Tuy nhiên để nhận được các giá trị của các nhiệt trị khí thực (tổng và thực) tính theo thể tích từ các nhiệt trị khí lý tưởng tương ứng, thì áp dụng hệ số hiệu chính thể tích (hệ số nén) được đề cập ở trên.

Cuối cùng, các công thức đã cho để tính toán các chỉ số Wobbe, đối với hoặc khí lý tưởng hoặc khí thực, từ các tính chất khác được xem xét ở đây.

Đối với mỗi một tính chất trong số các tính chất khí thiên nhiên trong đó công thức được cung cấp như đã mô tả ở trên, các phương pháp được trình bày trong GUM^[5] đã được áp dụng sao cho cung cấp thêm các công thức đủ đánh giá độ không đảm bảo kèm theo.

Để nhận được từng công thức độ không đảm bảo như vậy được trình bày một cách đầy đủ trong ISO/TR 29922. Về cơ bản, mỗi các kết quả từ phân tích các hệ số độ nhạy, bằng sự chênh lệch từng phần của các công thức tính chất hỗn hợp liên quan với một trong những các đại lượng đầu vào (đó là các tính chất lý học cấu tử tinh khiết và các phần mol cấu tử) với độ không đảm bảo có thể được kèm theo. Các dẫn xuất cũng tính đến các tương quan không thể tránh được giữa các phần mol cấu tử và những tương quan không thể tránh được tương tự giữa các khối lượng phân tử cấu tử (xem thêm Điều 11).

Đối với từng tính chất, biến số tổng (bình phương độ không đảm bảo) nhận được bằng các bổ sung sự phân bố độc lập với biến số từ từng nguồn không đảm bảo và kết quả độ không đảm bảo tổng thể được lấy là căn bậc hai của đại lượng này. Các công thức sử dụng được cho trong Phụ lục B.

Trong Điều 12, các giá trị để lập bảng được nêu đối với các tính chất lý học liên quan và các độ không đảm bảo kèm theo của chúng của các cấu tử tinh khiết của khí thiên nhiên đối với từng điều kiện trong các điều kiện chuẩn được sử dụng phổ biến. Dữ liệu bổ trợ, bao gồm các độ không đảm bảo, được nêu trong Phụ lục A. Ví dụ các phép tính được nêu trong Phụ lục D.

6  Tính chất của khí lý tưởng và khí thực

6.1  Entalpy của sự cháy

Hầu hết các đại lượng vật lý cơ sở được yêu cầu trong phép tính các nhiệt trị từ các nguyên tắc đầu tiên là các entalpy phân tử (chuẩn) khí lý tưởng của sự cháy (các nhiệt trị tính theo mol lý tưởng) đối với các khí cấu tử tinh khiết. Những đại lượng này là các hàm số phức của nhiệt độ; do vậy các giá trị được yêu cầu phụ thuộc và nhiệt độ cháy chuẩn, t₁. Đối với các lý do thực tiễn, không tính đến việc người sử dụng sẽ thực hiện các phép tính cho các giá trị thích hợp tại nhiệt độ cháy chuẩn bất kỳ. Các nhiệt độ diễn ra tại các bảng là các nhiệt độ t₁ = 25 °C, 20 °C, 15,55 °C (60 °F, xem 3.12, chú thích 3), 15 °C (59 °F) và 0 °C. Các giá trị được liệt kê trong Bảng 3 và được thảo luận trong ISO/TR 29922; điểm quan trọng là tất cả năm giá trị đối với bất kỳ chất nào đều phù hợp như nhau từ quan điểm nhiệt động học.

6.2  Phép tính hệ số nén

Đối với nhiệt trị tính theo thể tích, việc hiệu chỉnh khí thực được yêu cầu đánh giá nguồn gốc của khí thực từ tính lý tưởng thể tích. Sự hiệu chỉnh này là đáng kể và cũng được yêu cầu dùng trong phép tính khối lượng riêng, tỷ khối và chỉ số Wobbe. ISO/TR 29922 thảo luận nền tảng phương thức trong đó các sự hiệu chỉnh đối với tính không lý tưởng thể tích phải được áp dụng, các nguyên tắc liên quan và đánh giá sự đơn giản hóa được sử dụng để các phép tính có thể dễ sử dụng, như đã được chi tiết trong công thức (1) để được thực hiện

Sự hiệu chỉnh này đối với tính không lý tưởng thể tích được thực hiện thông qua việc sử dụng hệ số nén Z của hỗn hợp. Công thức được sử dụng đối với Z tại các điều kiện đo chuẩn, theo yêu cầu đối với các phép tính được mô tả trong Điều 9 và Điều 10, là (xem ISO/TR 29922)

Trong đó p₀ = 101,325 kPa (14,696 psi) và áp suất đo chuẩn p₂ được biểu thị bằng các đơn vị tương tự. Tổng được lấy trên tất cả các cấu tử N của hỗn hợp và công thức hợp lệ đối với dải 90 < p₂/kPa < 110 (13,05 < p₂/psi < 15,95). Các giá trị của hệ số tổng là s_j(t₂, p₀) được cho trong Bảng 2 tại bốn nhiệt độ đo chuẩn của tất cả các cấu tử của khí thiên nhiên và khí thiên nhiên thay thế được xem xét trong tiêu chuẩn này. Các nguồn gốc của các giá trị này được nêu trong ISO/TR 29922.

CHÚ THÍCH: Công thức (1) cũng có thể được sử dụng để tính các giá trị của hệ số nén của các cấu tử tinh khiết, nhưng điều này sẽ không cần thiết để cho kết quả chính xác nhất có thể. Đặc biệt, công thức sẽ không đưa ra các giá trị có thể chấp nhận đối với các hệ số nén của hydro, heli hoặc neon, chúng có Z > 1, hoặc đối với các cấu từ bất kỳ, như các hydrocacbon nặng hơn, không phải dạng khí tại các điều kiện đo chuẩn. Người sử dụng nên xem xét tính thích hợp cho mục đích tính toán bất kỳ trước khi việc sử dụng ngoài nội dung tiêu chuẩn này. Các giá trị xác định của hệ số nén đối với một vài cấu tử tinh khiết, còn được gọi là các khí vĩnh cửu, được nêu trong ISO/TR 29922.

7  Cách tính nhiệt trị theo mol

7.1  Nhiệt trị tổng

Nhiệt trị tổng tính theo mol, tại nhiệt độ t₁, của hỗn hợp có thành phần đã biết phải được tính từ

Trong đó

 là nhiệt trị tổng khí lý tưởng tính theo mol của hỗn hợp;

 là nhiệt trị tổng khí thực tính theo mol của hỗn hợp;

 là nhiệt trị tổng lý tưởng của cấu tử j;

x_j là phần mol của cấu tử j.

CHÚ THÍCH 1: Các giá trị  là độc lập của áp suất; kết quả là, áp suất cháy chuẩn, p₁, là không thích hợp và bị bỏ qua trong hệ thống thuật ngữ đã chấp nhận.

CHÚ THÍCH 2: Nhiệt trị khí lý tưởng tính theo mol của khí hoặc hỗn hợp khí được xác định trong tiêu chuẩn là đại lượng dương. Các giá trị cho trong Bảng 3 về mặt số là bằng với các entalpy phân tử tiêu chuẩn của sự cháy, tuy nhiên, theo quy ước chủng được biểu thị là các đại lượng âm (xem 3.7).

Các giá trị bằng số của  đối với t₁ = 25 °C được cho trong Bảng 3. Những giá trị này đối với  (25) được lấy từ các nguồn thư viện gốc tại ISO/TR 29922. Các giá trị đối với  cho các nhiệt độ khác (t₁ = 20 °C, 15,55 °C, 15 °C và 0 °C) cũng được cho trong Bảng 3. Những giá trị này được dẫn xuất từ các giá trị 25 °C phù hợp với các phương pháp được nêu trong ISO/TR 29922.

7.2  Nhiệt trị thực

Nhiệt trị thực tính theo mol, tại nhiệt độ t₁, của hỗn hợp đã biết thành phần phải được tính từ

trong đó

là nhiệt trị thực khí lý tưởng tính theo mol của hỗn hợp;

(Hc)_N(t₁) là nhiệt trị thực khí thực tính theo mol của hỗn hợp;

L°(t₁) là entalpy tiêu chuẩn của sự bay hơi của nước tại t₁;

b_j là số lượng các nguyên tử hydro có trong từng phân tử của cấu tử j (chỉ số nguyên tử hydro).

Các giá trị của L°(t₁) được cho trong Phụ lục A đối với 25 °C, 20 °C, 15,55 °C (60 °F), 15 °C và 0 °C. Các giá trị của b_j được cho trong Bảng 1.

8  Phép tính nhiệt trị theo khối lượng

8.1  Nhiệt trị tổng

Nhiệt trị tổng tính theo khối lượng, tại nhiệt độ t₁, của hỗn hợp có thành phần đã biết phải được tính từ

trong đó

 là nhiệt trị tổng khí lý tưởng tính theo khối lượng của hỗn hợp;

(Hm)_G(t₁)  là nhiệt trị tổng khí thực tính theo khối lượng của hỗn hợp;

M là khối lượng phân tử của hỗn hợp, phải được tính từ

trong đó

M_j là khối lượng phân tử của cấu tử j.

Giá trị của khối lượng phân tử đối với từng cấu tử xem xét trong tiêu chuẩn này được nêu trong Bảng 1.

8.2  Nhiệt trị thực

Nhiệt trị thực tính theo khối lượng, tại nhiệt độ t₁, của hỗn hợp đã biết thành phần phải được tính từ

trong đó

 là nhiệt trị thực khí lý tưởng tính theo khối lượng của hỗn hợp;

(Hm)_N(t₁) là nhiệt trị thực khí thực tính theo khối lượng của hỗn hợp.

9  Phép tính nhiệt trị theo thể tích

9.1  Nhiệt trị tổng của khí lý tưởng

Nhiệt trị tổng tính theo thể tích khí lý tưởng, đối với nhiệt độ đốt cháy t₁, của hỗn hợp đã biết thành phần, được đo tại nhiệt độ t₂ và áp suất p₂ phải được tính từ

trong đó

 là nhiệt trị tổng của khí lý tưởng tính theo thể tích của hỗn hợp;

V° là thể tích phân tử lý tưởng của hỗn hợp, được tính từ

V° = R . T₂/p₂     (8)

trong đó

R là hằng số khí (xem A.1);

T₂ là nhiệt độ tuyệt đối.

9.2  Nhiệt trị thực khí lý tưởng

Nhiệt trị thực tính theo thể tích khí lý tưởng, đối với nhiệt độ đốt cháy t₁, của hỗn hợp đã biết thành phần, được đo tại nhiệt độ t₂ và áp suất p₂, phải được tính từ

trong đó

 là nhiệt trị thực khí lý tưởng tính theo thể tích của hỗn hợp.

9.3  Nhiệt trị tổng khí thực

Nhiệt trị tổng tính theo thể tích khí thực, đối với nhiệt độ đốt cháy t₁, của hỗn hợp đã biết thành phần, được đo tại nhiệt độ t₂ và áp suất p₂, phải được tính từ

trong đó

là nhiệt trị tổng khí thực tính theo thể tích;

V là thể tích phân tử khí thực của hỗn hợp, phải được tính từ

V = Z(t₂, p₂) . R . T₂/p₂    (11)

trong đó

Z(t₂, p₂) là hệ số nén tại các điều kiện đo chuẩn.

Hệ số nén Z(t₂, p₂) phải được tính từ công thức (1) sử dụng các giá trị của s_j(t₂,p₀) đã cho đối với các chất tinh khiết riêng lẻ trong Bảng 2. Trong tiêu chuẩn này, phép tính này chỉ hợp lệ đối với Z > 0,9.

9.4  Nhiệt trị thực khí thực

Nhiệt trị thực tính theo thể tích khí thực, đối với nhiệt độ đốt cháy t₁, của hỗn hợp đã biết thành phần, được đo tại nhiệt độ t₂ và áp suất p₂, phải được tính từ

trong đó

(Hv)_N(t₁; t₂, p₂) là nhiệt trị thực khí thực tính theo thể tích.

10  Phép tính các tính chất liên quan

10.1  Tỷ khối khí lý tưởng

Tỷ khối của một khí lý tưởng không phụ thuộc vào trạng thái chuẩn bất kỳ và được tính từ

        (13)

trong đó

G° là tỷ khối của khí lý tưởng;

M là khối lượng phân tử của hỗn hợp được tính theo công thức (5);

M_air là khối lượng phân tử của không khí khô của thành phần chuẩn.

Thành phần của không khí chuẩn được nêu trong ISO/TR 29922, trong đó thu được giá trị đối với M_air = (28,96546 ± 0,00017) kg.kmol^-1 (xem thêm A.3).

10.2  Khối lượng riêng khí lý tưởng

Khối lượng riêng của một khí lý tưởng phụ thuộc vào nhiệt độ t₁ và áp suất p và được tính từ

D°(t₂, p₂) = M / V°          (14)

trong đó

D°(t₂, p₂) là khối lượng riêng của khí lý tưởng tại các điều kiện đo chuẩn;

M là khối lượng phân tử của hỗn hợp được tính theo công thức (5);

V° là thể tích phân tử lý tưởng của hỗn hợp được tính theo công thức (8).

10.3  Chỉ số Wobbe tổng khí lý tưởng

Chỉ số Wobbe tổng của khí lý tưởng được tính từ

trong đó

là chỉ số Wobbe tổng của khí lý tưởng;

được tính như đã nêu trong 9.1.

10.4  Chỉ số Wobbe thực khí lý tưởng

Chỉ số Wobbe thực của khí lý tưởng được tính từ

trong đó

là chỉ số Wobbe thực của khí lý tưởng;

được tính như đã nêu trong 9.2.

10.5  Tỷ khối khí thực

Tỷ khối của khí thực tại các điều kiện đo chuẩn (t₂, p₂) được tính từ

trong đó

G(t₂,p₂) là tỷ khối của khí thực;

Z(t₂,p₂) là hệ số nén của khí;

Z_air(t₂,p₂) là hệ số nén của không khí khô có thành phần chuẩn.

Hệ số nén Z(t₂,p₂) được tính từ công thức (1), sử dụng các giá trị đối với hệ số tổng s_j(t₂,p₀) đã cho đối với các chất tinh khiết riêng lẻ trong Bảng 2. Hệ số nén Z_air(t₂,p₂) được tính từ

trong đó p₀ = 101,325 kPa (14,696 psi), áp suất đo chuẩn p₂ được biểu thị với cùng các đơn vị, và (xem A.3)

Z_air(t₂ = 0°C, p₀) = 0,999419;

Z_air(t₂ = 15°C, p₀) = 0,999595;

Z_air(t₂ = 15,55 °C, p₀) = 0,999601;

Z_air(t₂ = 20 °C, p₀) = 0,999645.

Công thức (18) là hợp lệ đối với dải 90 < p₂/kPa < 110 (13,05 < p₂/psi < 15,95).

10.6  Khối lượng riêng khí thực

Khối lượng riêng của khí thực tại các điều kiện đo chuẩn (t₂, p₂) được tính từ

trong đó

D(t₂,p₂) là khối lượng riêng của khí thực.

10.7  Chỉ số Wobbe tổng khí thực

Chỉ số Wobbe tổng của khí thực được tính từ

trong đó

W_G(t₁;t₂,p₂) là chỉ số Wobbe tổng của khí thực;

(Hv)_G(t₁;t₂,p₂) được tính như đã nêu trong 9.3.

10.8  Chỉ số Wobbe thực khí thực

Chỉ số Wobbe thực của khí thực được tính từ

trong đó

W_N(t₁;t₂,p₂) là chỉ Wobbe thực của khí thực;

(Hv)_N(t₁;t₂,p₂) được tính như đã nêu trong 9.4.

CHÚ THÍCH: Một số lưu ý trong việc sử dụng các đơn vị được yêu cầu đối với các phép tính được đưa ra trong điều này, đặc biệt đối với các phép tính khối lượng riêng, D. Với R biểu thị bằng đơn vị jul trên mol kenvin, p tính bằng kilopascal và M tính bằng kilogam trên kilomol, giá trị của D tự động nhận được tính bằng kilogam trên mét khối.

11  Độ không đảm bảo của tính toán

11.1  Nguyên tắc

Theo các nguyên tắc chung của đo lường, như được tóm tắt trong GUM,^[5] từng kết quả phép tính thông thường phải được báo cáo với sự đánh giá độ không đảm bảo kèm theo.

Ba kỹ thuật khác nhau được biết là có tính khả thi đối với sự đánh giá các độ không đảm bảo về các tính chất có thể được tính bằng việc sử dụng tài liệu này, đó là

a) Kỹ thuật sử dụng các hệ số độ nhạy thu được về mặt phân tích là các đạo hàm riêng của đại lượng đang xem xét liên quan đến từng đại lượng trong các đại lượng đầu vào (ở đây là phương pháp phân tích),

b) Kỹ thuật sử dụng các hệ số độ nhạy tương tự, nhưng những hệ số này nhận được bằng cách sử dụng các phương pháp hạn chế khác nhau, và

c) Kỹ thuật số dựa trên phương pháp Monte Carlo.

Các phương pháp b) và c) có thể áp dụng và chấp nhận đối với việc sử dụng tài liệu này nhưng không được xem xét thêm trong điều này. Nói chung, phương pháp bất kỳ phù hợp với các nguyên tắc được thiết lập trong GUM^[5] là có thể chấp nhận, và một vài lựa chọn khả thi, bao gồm các kỹ thuật b) và c), được thông tin thêm trong ISO/TR 29922.

Các phương pháp a) đến c) dự định là phương pháp cung cấp một ước tính về độ không đảm bảo cụ thể đối với một kết quả độc lập đơn lẻ. Tuy nhiên, GUM^[5] công nhận rằng trong nhiều vận hành thường lệ, nó có thể không thực tế hoặc không thích hợp để yêu cầu một độ không đảm bảo độc lập đối với từng kết quả. Một ví dụ tốt trong nội dung hiện có có thể là phân tích sắc ký khí quy trình trực tuyến liên tục.

Trong các trường hợp như vậy, GUM đề nghị rằng thông tin đầy đủ về ước tính chung hợp lý của độ không đảm bảo có thể thường được ước tính hoặc được suy luận từ hiệu chuẩn, sự phù hợp, kiểm tra luật định liên quan và/hoặc bản ghi chép công nhận v.v… (ở đây là phương pháp phân tích).

11.2  Công thức đối với phương pháp phân tích

Giá trị của tính chất lý học bất kỳ, Y, có thể được biểu thị là một hàm số, F, với các biến số đầu vào liên quan y_i và q_k như sau

Y = F(y₁, y₂, y₃, … y_n, q₁, q₂, q₃, …q_m)     (22)

trong đó

y_i là đại lượng biến số đầu vào với một độ không đảm bảo kèm theo u(y_i);

q_k là thông số đầu vào được quy định không có độ không đảm bảo (nghĩa là dường như là chính xác).

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn kết hợp, u(y_i), về tính chất, Y, có thể được tính theo cách biểu thị chung đã cho trong GUM^[5] đối với các đại lượng đầu vào tương quan y_i và y_j như sau

trong đó

 là đạo hàm riêng (hệ số độ nhạy) của Y về y_i;

r(y_i, y_j) là hệ số tương quan giữa y_i và y_j.

Phụ lục B đưa ra các công thức đối với phép tính độ không đảm bảo do việc áp dụng công thức (23) cho từng tính chất trong các tính chất là đối tượng của tài liệu này. Các đại lượng đầu vào được yêu cầu là các tính chất lý học của thành phần hỗn hợp và cấu tử tinh khiết (hoặc hỗn hợp), cùng với tất cả độ không đảm bảo kèm theo của chúng và các giá trị hệ số tương quan liên quan.

11.3  Đầu vào đối với phương pháp phân tích

11.3.1  Thành phần và độ không đảm bảo thành phần

Để xác định sự đóng góp từ các độ không đảm bảo trong phép phân tích thành phần phân tử đến độ không đảm bảo tổng thể trong phép tính tính chất, thông thường phải thực hiện những giả định sau đây.

a) Thành phần phân tử đầy đủ (như đã yêu cầu Điều 1) có sẵn, và đối với từng cấu tử giá trị phần mol liên quan với nó một đánh giá độ không đảm bảo, hoặc

b) Mô tả đầy đủ các tương quan giữa các phần mol đã biết có sẵn như một ma trận hiệp biến, nghĩa là như là ma trận hệ số tương quan phần mol (chuẩn hóa), hoặc

c) Không có những mối tương quan giữa các phần mol cấu tử, nghĩa là các phần mol cấu tử là độc lập lẫn nhau.

Sự đánh giá nghiêm ngặt và đầy đủ nhất của độ không đảm bảo do việc áp dụng các giả định a) và b) vào các công thức đã cho trong Phụ lục B nhưng, trong rất nhiều trường hợp, không có sẵn ma trận hệ số tương quan phần mol đầy đủ r(x_i, x_j). Trong trường hợp này, nói chung có thể chấp nhận thay cho áp dụng các giả định a) và c), nhưng điều này không phải là không có hàm ý về các trạng thái của kết quả cuối cùng.

Nếu có sẵn đầy đủ các thông tin phân tích thô, khi đó ma trận hệ số tương quan phần mol đầy đủ r(x_i, x_j) được tính bằng cách sử dụng ISO 14912:2013, 8.5.2.3, công thức (69), và việc sử dụng các giả định a) và b) để đánh giá độ không đảm bảo là tối ưu.

Tuy nhiên, khi không có thông tin đầy đủ để lấy đạo hàm của ma trận hệ số tương quan phần mol đầy đủ, khi đó việc sử dụng các giả định a) và c) để đánh giá độ không đảm bảo có thể chấp nhận để thay thế. Trong trường hợp này, các hệ số tương quan r(x_i, x_j) phải được lấy là các thành phần của một ma trận đồng nhất, nghĩa là một ma trận trong đó tất cả các thành phần trên đường chéo có giá trị là số 1 và tất cả các thành phần ngoài đường chéo là 0.

CHÚ THÍCH: Bởi vì phương pháp trong đó thành phần của hỗn hợp được xác định một cách thông thường, giả định c) không thể hợp lệ hoàn toàn. Các thành phần x_i, y_i luôn luôn liên quan đến nhau vì (thêm vào các tương quan chuẩn hóa sơ bộ bất kỳ) quá trình xử lý dữ liệu (chuẩn hóa) được yêu cầu để xác định các phần mol từ dữ liệu thô sẽ mở đầu sự tương quan. Kết quả là, giả định rằng r(x_i, x_j) là các thành phần của một ma trận đồng nhất nói chung sẽ không giữ được. Tuy nhiên, đối với phép phân tích khí thiên nhiên điển hình (bao gồm độ không đảm bảo), độ không đảm bảo trong từng tính chất đã tính nhận được bằng cách sử dụng giả định một ma trận đồng nhất được coi là “an toàn” (có nghĩa là sẽ luôn luôn đánh giá độ không đảm bảo trong từng tính chất, mặc dù điều này không bảo đảm hoàn toàn).

Nếu biết thành phần của khí bởi các phần thể tích, trước tiên những phần này được chuyển đổi thành những phần mol theo ISO 14912:2013, 5.1.2. Tuy nhiên, ghi nhớ rằng những phần dẫn xuất từ những phần mol sẽ có các độ không đảm bảo lớn hơn những phần của phần thể tích gốc.

Các chiến lược được sử dụng để chuẩn hóa có thể thay đổi đáng kể, Những người sử dụng tiêu chuẩn này nên được cảnh báo rằng các sự tiếp cận khác nhau có thể dẫn đến các mức độ khác nhau với giả định của ma trận đồng nhất đối với r(x_i, x_j) là không hợp lệ. Đối với thảo luận các quy trình chuẩn hóa, xem TCVN 12047-1 (ISO 6974-1) và TCVN 12047-2 (ISO 6974-2).

Xem Phụ lục D, ví dụ 3 về hướng dẫn sự chênh lệch có thể do việc sử dụng hiểu biết đầy đủ về các thành phần r(x_i, x_j) của ma trận (chuẩn hóa) hệ số tương quan phần mol thay cho giả định một ma trận đồng nhất.

11.3.2  Đầu vào không-thành phần

Sự đánh giá các độ không đảm bảo tiêu chuẩn đối với đầu vào (tính chất) không-thành phần (ngoại trừ đối với các khối lượng phân tử) được cung cấp trong các bảng về dữ liệu cấu tử cụ thể được nêu trong Điều 12 và đối với các dữ liệu bổ trợ trong Phụ lục A. Trong trường hợp không có thông tin cụ thể, tất cả các dữ liệu này (lại ngoại trừ đối với các khối lượng phân tử) phải được lấy như chưa có tương quan với nhau, nghĩa là các hệ số tương quan r(x_i, x_j) phải được lấy là các thành phần của một ma trận đồng nhất. Các công thức đã cho trong Phụ lục B được dẫn xuất trên cơ sở giả định này.

Đối với các khối lượng phân tử, các giá trị được liệt kê có tương quan cao chắc chắn vì chúng được đánh giá bởi phép cộng của các giá trị chung của các khối lượng nguyên tử liên quan. Từng thành phần r(M_i, M_j) của ma trận tương quan được cho bởi

trong đó

a_i, b_j, c_j, d_j và e_j là các chỉ số nguyên tử của C, H, N, O và S trong các loại phân tử thứ j, các giá trị này được cho trong Bảng 1;

u(A_c), u(A_H), u(A_N), u(A_O) và u(A_S) là các độ không đảm bảo tiêu chuẩn của khối lượng nguyên tử của C, H, O, N và S, các giá trị này được cho trong A.2;

11.4  Độ không đảm bảo mở rộng

Độ không đảm bảo mở rộng, U(Y), của tính chất được tính, Y, phải được tính bằng cách nhân độ không đảm bảo tiêu chuẩn kết hợp, u(Y), với hệ số bao phủ thích hợp, k, (giá trị của nó phải được công bố), như sau:

U(Y) = k ∙ u(Y)   (26)

CHÚ THÍCH: Hệ số bao phủ k = 2 nói chung cung cấp độ tin cậy khoảng 95 %.

11.5  Biểu thị kết quả

11.5.1  Yêu cầu chung

Khi dữ liệu đầy đủ có sẵn, kết luận về đánh giá độ không đảm bảo được khẳng định là một phần cơ sở của biểu thị kết quả đầy đủ và thích hợp. Các kết quả phải được biểu thị phù hợp với một trong những quy trình sau đây, theo trật tự ưu tiên.

11.5.2  Phương pháp phân tích

Để đánh giá độ không đảm bảo cần sử dụng phương pháp phân tích, nghĩa là sử dụng các công thức đã cho Phụ lục B, độ không đảm bảo mở rộng phải được làm tròn đến hai con số có nghĩa, sử dụng các quy luật chuẩn về làm tròn [nghĩa là làm tròn một nửa trên, xem TCVN 7870-1:2010 (ISO 80000-1:2009), Phụ lục B]. Giá trị bằng số của Y phải được làm tròn đến hai con số nhỏ nhất (thứ hai) trong giá trị được làm tròn của độ không đảm bảo mở rộng, U(Y).

Báo cáo giá trị của đại lượng đã tính ở dạng Y ± U(Y) (bao gồm các đơn vị).

Quy trình này đại diện cho quy trình phù hợp GUM đầy đủ xác định thích hợp.

Để thực hành tốt nhất, báo cáo kết quả cũng nên bao gồm lời công bố về các thành phần r(x_i, x_j) của ma trận (chuẩn hóa) hệ số tương quan phần mol được sử dụng trong đánh giá độ không đảm bảo đã được biết hoặc thay thế cho được giả định là độ không đảm bảo của một ma trận đồng nhất.

11.5.3  Phương pháp chung

Khi một phép đánh giá độ không đảm bảo được thực hiện bằng phương pháp chung, độ không đảm bảo mở rộng phải được làm tròn đến hai con số có nghĩa, sử dụng các quy luật chuẩn về làm tròn. Giá trị bằng số của Y phải được làm tròn và báo cáo (bao gồm các đơn vị) đến con số có nghĩa nhỏ nhất trong giá trị được làm tròn của độ không đảm bảo mở rộng đã suy luận, U(Y).

Trách nhiệm của người sử dụng phải quyết định liệu việc áp dụng yêu cầu giá trị U(Y) được báo cáo rõ ràng với từng kết quả không. Trong nhiều ứng dụng, công bố chung bao gồm nhiều kết quả giống nhau có thể đáp ứng.

11.5.4  Phương pháp ngẫu nhiên

Có các tình huống duy trì ở đây, ví dụ, vì dữ liệu độ không đảm bảo phân tích không đầy đủ hoặc việc sắp xếp máy tính không thích hợp, thì không thể thực hiện đánh giá độ không đảm bảo tính chất phù hợp GUM bất kỳ.

Trong các trường hợp như vậy, và không có chứng cứ bất kỳ để đề nghị dữ liệu đầu vào phân tích là có độ chính xác không đủ đối với mục đích này, người sử dụng tiêu chuẩn này phải báo cáo các kết quả đối với từng tính chất đã tính được làm tròn như sau.

Nhiệt trị – tính theo mol               đến 0,01 kJ.mol^-1

Nhiệt trị – tính theo khối lượng    đến 0,01 MJ.kg^-1

Nhiệt trị – tính theo thể tích         đến 0,01 MJ.mol^-3

Tỷ khối                                                 đến 0,0001

Khối lượng riêng                       đến 0,0001 kg∙m³

Chỉ số Wobbe                           đến 0,01 MJ∙m³

Đối với từng tính chất, đây là trách nhiệm của người sử dụng phải đánh giá việc dẫn ra số lượng con số sau chấm thập phân là đúng và nếu không số các con số được báo cáo phải được giảm phù hợp. Số lượng các con số được báo cáo phải không được tăng.

11.6  Áp dụng độ không đảm bảo

Điều 11.5 cung cấp phương pháp tính giá trị đối với độ không đảm bảo mở rộng được kèm theo với giá trị đã tính tương ứng của một tính chất lý học. Kết quả phương pháp phân tích “đứng-một mình” như vậy có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu của người sử dụng.

Tuy nhiên, sự hữu ích và tính ứng dụng của đánh giá độ không đảm bảo có thể thường phụ thuộc vào tình huống trong đó phép tính được thực hiện. Về mặt này, có thể xác định số lượng của các trường hợp khác nhau. Điều này bao gồm (nhưng không giới hạn) như sau:

a) Tính phù hợp với mục đích: nếu yêu cầu là để chứng minh rằng loại thiết bị phân tích thực hiện trong phạm vi quy định kỹ thuật của nó của độ không đảm bảo (tính chất) đối với các loại khí thử nghiệm có độ không đảm bảo (tính chất) đã biết, khi đó đại lượng liên quan để thử nghiệm đó là độ không đảm bảo đầy đủ như được tính theo điều này, nghĩa là bao gồm cả các cấu tử kết hợp và không-kết hợp của độ không đảm bảo.

b) Tính tương thích phân tích: nếu yêu cầu là để chứng minh tính phù hợp (trong phạm vi độ không đảm bảo) giữa các kết quả từ hai (hoặc nhiều hơn) bộ thiết bị phân tích giống hệt nhau (hay tương tự) trên cùng các mẫu thử nghiệm, khi đó trước tiên cần loại trừ các cấu tử có độ không đảm bảo là chung đối với từng bộ thiết bị, nghĩa là các độ không đảm bảo (tính chất cấu tử) không-kết hợp. Điều này có thể đạt được bằng cách thiết lập từng độ không đảm bảo không-kết hợp đến zero trong các công thức độ không đảm bảo liên quan, như vậy chỉ độ chênh lệch giữa các kết quả tăng lên từ các số hạng kết hợp.

c) Tính tương thích bên ngoài: nếu yêu cầu là thử nghiệm tính phù hợp giữa các kết quả đạt được bởi bộ thiết bị phân tích và các kết quả đạt được bằng đo trực tiếp tính chất trên cùng các khí thử nghiệm, khi đó phép đo thích hợp độ không đảm bảo đối với thiết bị phân tích là độ không đảm bảo đầy đủ, nghĩa là lại bao gồm cả các cấu tử kết hợp và không-kết hợp của độ không đảm bảo.

d) Độ lặp lại: nếu yêu cầu là để thử nghiệm hiệu quả của một phần thiết bị phân tích trong các điều kiện lặp lại như được xác định trong GUM^[5] khi đó độ lặp lại của kết quả (tính chất) bất kỳ có thể được đánh giá trực tiếp từ bộ các giá trị tính chất đã tính. Cách khác, cũng có thể xác định độ không đảm bảo (tính chất) bằng cách xác định độ lặp lại của từng thành phần và sau đó sử dụng các giá trị này là đầu vào công thức độ không đảm bảo liên quan. Điều này là cần thiết để thiết lập các số hạng độ không đảm bảo không-kết hợp đến zero.

12  Các bảng số liệu

Bảng 1 – Khối lượng phân tử và chỉ số nguyên tử đối với các cấu tử của khí thiên nhiên

			Chỉ số nguyên tử
j	Cấu tử	Khối lượng phân tử, Mj kg.kmol-1	aj	bj	cj	dj	ej
1	Metan	16,04246	1	4	0	0	0
2	Etan	30,06904	2	6	0	0	0
3	Propan	44,09562	3	8	0	0	0
4	n-butan	58,12220	4	10	0	0	0
5	2-metylpropan	58,12220	4	10	0	0	0
6	n-pentan	72,14878	5	12	0	0	0
7	2-metylbutan	72,14878	5	12	0	0	0
8	2,2-dimetylpropan	72,14878	5	12	0	0	0
9	n-hexan	86,17536	6	14	0	0	0
10	2-metylpentan	86,17536	6	14	0	0	0
11	3-metylpentan	86,17536	6	14	0	0	0
12	2,2-dimetylbutan	86,17536	6	14	0	0	0
13	2,3-dimetylbutan	86,17536	6	14	0	0	0
14	n-heptan	100,20194	7	16	0	0	0
15	n-octan	114,22852	8	18	0	0	0
16	n-nonan	128,25510	9	20	0	0	0
17	n-decan	142,28168	10	22	0	0	0
56	n-undecan	156,30826	11	24	0	0	0
57	n-dodecan	170,33484	12	26	0	0	0
58	n-tridecan	184,36142	13	28	0	0	0
59	n-tetradecan	198,38800	14	30	0	0	0
60	n-pentadecan	212,41458	15	32	0	0	0
18	eten	28,05316	2	4	0	0	0
19	propen	42,07974	3	6	0	0	0
20	1-buten	56,10632	4	8	0	0	0
21	Cis-2-buten	56,10632	4	8	0	0	0
22	Trans-2-buten	56,10632	4	8	0	0	0
23	2-metylpropen	56,10632	4	8	0	0	0
24	1-penten	70,13290	5	10	0	0	0
25	Propadien	40,06386	3	4	0	0	0
26	1,2-butadien	54,09044	4	6	0	0	0
27	1,3-butadien	54,09044	4	6	0	0	0
28	Etyl	26,03728	2	2	0	0	0
29	Cyclopentan	70,13290	5	10	0	0	0
30	Metylcyclopentan	84,15948	6	12	0	0	0
31	Etylcyclopentan	98,18606	7	14	0	0	0
32	Cyclohexan	84,15948	6	12	0	0	0
33	Metylcyclohexan	98,18606	7	14	0	0	0
34	Etylcyclohexan	112,21264	8	16	0	0	0
35	Benzen	78,11184	6	6	0	0	0
36	Toluen	91,13842	7	8	0	0	0
37	Etylbenzen	106,16500	8	10	0	0	0
38	o-xylen	106,46500	8	10	0	0	0
39	metanol	32,04186	1	4	0	1	0
40	metanthiol	48,10746	1	4	0	0	1
41	hydro	2,01588	0	2	0	0	0
42	nước	18,01528	0	2	0	1	0
43	hydro sulfua	34,08088	0	2	0	0	1
44	amoniac	17,03052	0	3	1	0	0
45	hydro cyanua	27,02534	1	1	1	0	0
46	cacbon monoxit	28,0101	1	0	0	1	0
47	cacbonyl sulfua	60,0751	1	0	0	0	1
48	cacbon disulfua	76,1407	1	0	0	0	2
49	heli	4,002602	0	0	0	0	0
50	neon	20,1797	0	0	0	0	0
51	argon	39,948	0	0	0	0	0
52	nitơ	28,0134	0	0	2	0	2
53	oxy	31,9988	0	0	0	2	0
54	cacbon dioxit	44,0095	1	0	0	2	0
55	lưu huỳnh dioxit	64,0638	0	0	0	2	1
	không khí	28,96546
CHÚ THÍCH: Các giá trị của khối lượng phân tử đã cho ở trên nhận được bằng cách cộng khối lượng của các khối lượng nguyên tử (khối lượng nguyên tử) của các nguyên tố liên quan, như được liệt kê trong Bảng A.1 và trong ISO/TR 29922. Tất cả các số thập phân được giữ lại trong bảng này, nghĩa là không làm tròn đến một số cố định của các vị trí thập phân đã được áp dụng (ngoại trừ không khí). Các giá trị của độ không đảm bảo tiêu chuẩn đối với khối lượng phân tử không bao gồm trong bảng này. Khi được yêu cầu, chúng được tính toán sử dụng công thức (25).

Bảng 2 – Phép tổng các hệ số đối với các cấu tử của khí thiên nhiên tại các nhiệt độ đo chuẩn khác nhau

		Hệ số tổng sj tại các nhiệt độ đo chuẩn khác nhau				u(sj)
j	Cấu tử	0°C	15 °C	15,55 °C	20 °C
1	metan	0,048 86	0,044 52	0,044 37	0,043 17	0,000 5
2	Etan	0,099 7	0,091 9	0,091 6	0,089 5	0,0011
3	Propan	0,146 5	0,1344	0,134 0	0,130 8	0,001 6
4	n-butan	0,202 2	0,184 0	0,183 4	0,178 5	0,003 9
5	2-metylpropan	0,188 5	0,172 2	0,171 7	0,167 3	0,003 1
6	n-pentan	0,258 6	0,2361	0,235 4	0,229 5	0,010 7
7	2-metylbutan	0,245 8	0,225 1	0,224 4	0,218 9	0,008 8
8	2,2-dimetylpropan	0,224 5	0,204 0	0,203 3	0,197 9	0,006 0
9	n-hexan	0,3319	0,300 1	0,299 0	0,290 7	0,027 1
10	2-metylpentan	0,311 4	0,282 6	0,281 6	0,274 0	0,022 1
11	3-metylpentan	0,299 7	0,276 2	0,275 4	0,269 0	0,023 4
12	2,2-dimetylbutan	0,253 0	0,235 0	0,234 4	0,229 5	0,017 3
13	2,3-dimetylbutan	0,283 6	0,263 2	0,262 5	0,256 9	0,020 7
14	n-heptan	0,407 6	0,366 8	0,365 4	0,354 7	0,100 1
15	n-octan	0,484 5	0,434 6	0,432 9	0,419 8	0,100 2
16	n-nonan	0,561 7	0,503 0	0,501 0	0,485 6	0,100 6
17	n-decan	0,6713	0,599 1	0,596 7	0,577 8	0,100 6
56	n-undecan	0,722 8	0,640 2	0,637 4	0,615 9	0,100 6
57	n-dodecan	0,856 7	0,761 5	0,758 3	0,733 5	0,100 6
58	n-tridecan	0,912 9	0,806 1	0,802 6	0,774 8	0,100 6
59	n-tetradecan	1,013 5	0,894 0	0,890 0	0,858 9	0,100 6
60	n-pentadecan	1,1176	0,984 9	0,980 4	0,945 9	0,100 6
18	eten	0,086 8	0,079 9	0,079 7	0,077 8	0,001 0
19	Propen	0,138 1	0,126 7	0,126 3	0,123 2	0,001 6
20	1-buten	0,196 4	0,177 6	0,177 0	0,172 1	0,004 1
21	cis-2-buten	0,207 5	0,187 0	0,186 3	0,181 0	0,004 5
22	trans-2-buten	0,207 2	0,186 8	0,186 2	0,180 9	0,004 3
23	2-metylpropen	0,196 6	0,177 7	0,177 0	0,172 1	0,003 7
24	1-penten	0,262 2	0,229 7	0,228 7	0,220 8	0,010 2
25	propadien	0,141 7	0,131 3	0,131 0	0,128 2	0,002 5
26	1,2-butadien	0,206 3	0,186 2	0,185 5	0,180 3	0,011 0
27	1,3-butadien	0,199 3	0,173 9	0,173 1	0,167 3	0,003 8
28	etyn	0,093 6	0,083 6	0,083 3	0,080 8	0,002 4
29	cyclo pentan	0,240 9	0,222 1	0,221 5	0,216 4	0,013 7
30	metylcyclopentan	0,281 7	0,261 2	0,260 5	0,254 8	0,026 2
31	etylcyclopentan	0,422 7	0,368 4	0,366 6	0,353 1	0,100 6
32	cyclohexan	0,293 9	0,268 6	0,267 7	0,261 0	0,032 5
33	metylcyclohexan	0,366 7	0,331 7	0,330 5	0,321 3	0,066 8
34	etylcyclohexan	0,527 5	0,454 7	0,452 4	0,434 5	0,100 6
35	benzene	0,275 2	0,252 7	0,252 0	0,246 0	0,027 4
36	toluen	0,372 6	0,335 9	0,334 7	0,325 1	0,100 2
37	ethylbenzen	0,412 9	0,379 7	0,378 5	0,369 4	0,100 2
38	o-xylen	0,485 2	0,4411	0,439 6	0,427 7	0,100 4
39	metanol	0,580 6	0,446 4	0,442 3	0,4117	0,023 3
40	metanethiol	0,190 9	0,170 0	0,169 3	0,164 0	0,011 7
41	hydro	-0,01	-0,01	-0,01	-0,01	0,025 0
42	nước	0,309 3	0,256 2	0,254 6	0,241 9	0,015 0
43	hydro sulfua	0,100 6	0,092 3	0,092 0	0,089 8	0,002 3
44	amoniac	0,123 0	0,110 0	0,109 6	0,106 2	0,002 1
45	hydro cyanua	0,317 5	0,276 5	0,275 1	0,264 4	0,007 6
46	cacbon monoxit	0,025 8	0,021 7	0,021 5	0,020 3	0,001 0
47	cacbonyl sulfua	0,121 1	0,111 4	0,111 0	0,108 4	0,005 4
48	cacbon disulfua	0,218 2	0,195 8	0,195 1	0,189 4	0,009 8
49	heli	-0,01	-0,01	-0,01	-0,01	0,025 0
50	neon	-0,01	-0,01	-0,01	-0,01	0,025 0
51	argon	0,030 7	0,027 3	0,027 2	0,026 2	0,001 0
52	nitơ	0,021 4	0,017 0	0,016 9	0,015 6	0,001 0
53	oxy	0,0311	0,027 6	0,027 5	0,026 5	0,0010
54	cacbon dioxit	0,082 1	0,075 2	0,074 9	0,073 0	0,002 0
55	lưu huỳnh dioxit	0,157 9	0,140 6	0,140 0	0,135 6	0,003 5
CHÚ THÍCH: Các giá trị sj và u(sj) đã cho ở trên được dẫn xuất bởi các phương pháp nêu trong ISO/TR 29922. Tất cả các giá trị liên quan đến áp suất p0 là 101,325 kPa (14,696 psi).

Bảng 3 – Nhiệt trị tổng tính theo mol đối với các cấu tử của khí thiên nhiên trong trạng thái khí lý tưởng tại các nhiệt độ cháy chuẩn khác nhau

		Nhiệt trị tổng  kJ.mol-1 của khí lý tưởng tại các nhiệt độ chuẩn khác nhau					u[Hc)
j	Cấu tử	0°C	15 °C	15,55 °C		25 °C
1	metan	892,92	891,51	891,46	891,05	890,58	0,19
2	etan	1564,35	1 562,14	1 562,06	1 561,42	1 560,69	0,51
3	propan	2 224,03	2 221,10	2 220,99	2 220,13	2 219,17	0,51
4	n-butan	2 883,35	2 879,76	2 879,63	2 878,58	2 877,40	0,72
5	2-metylpropan	2 874,21	2 870,58	2 870,45	2 869,39	2 868,20	0,72
6	n-pentan	3 542,91	3 538,60	3 538,45	3 537,19	3 535,77	0,23
7	2-metylbutan	3 536,01	3 531,68	3 531,52	3 530,25	3 528,83	0,23
8	2,2-dimetylpropan	3 521,75	3 517,44	3 517,28	3 516,02	3 514,61	0,25
9	n-hexan	4 203,24	4 198,24	4 198,06	4 196,60	4 194,95	0,32
10	2-metylpentan	4 195,64	4 190,62	4 190,44	4 188,97	4 187,32	0,53
11	3-metylpentan	4 198,27	4 193,22	4 193,04	4 191,56	4 189,90	0,53
12	2,2-dimetylbutan	4 185,86	4 180,83	4 180,65	4 179,17	4 177,52	0,48
13	2,3-dimetylbutan	4 193,68	4 188,61	4 188,43	4 186,94	4 185,28	0,46
14	n-heptan	4 862,88	4 857,18	4 856,98	4 855,31	4 853,43	0,67
15	n-octan	5 522,41	5 516,01	5 515,78	5 513,90	5 511,80	0,76
16	n-nonan	6 182,92	6 175,82	6 175,56	6 173,48	6 171,15	0,81
17	n-decan	6 842,69	6 834,90	6 834,62	6 832,33	6 829,77	0,87
56	n-undecan	7 502,22	7 493,73	7 493,42	7 490,93	7 488,14	1,54
57	n-dodecan	8 162,43	8 153,24	8 152,91	8 150,21	8 147,19	1,13
58	n-tridecan	8 821,88	8 811,99	8 811,63	8 808,73	8 805,48	1,21
59	n-tetradecan	9 481,71	9 471,12	9 470,73	9 467,63	9 464,15	1,32
60	n-pentadecan	10 141,65	10 130,23	10 129,82	10 126,52	10 122,82	1,44
18	eten	1 413,55	1 412,12	1 412,07	1 411,65	1 411,18	0,21
19	propen	2 061,57	2 059,43	2 059,35	2 058,73	2 058,02	0,34
20	1-buten	2 721,57	2 718,71	2 718,60	2 717,76	2 716,82	0,39
21	cis-2-buten	2 714,88	2 711,94	2 711,83	2 710,97	2 710,00	0,50
22	trans-2-buten	2 711,09	2 708,26	2 708,16	2 707,33	2 706,40	0,47
23	2-metylpropen	2 704,88	2 702,06	2 701,96	2 701,13	2 700,20	0,42
24	1-penten	3 381,32	3 377,76	3 377,63	3 376,59	3 375,42	0,73
25	propadien	1 945,26	1 943,97	1 943,92	1 943,54	1 943,11	0,60
26	1,2-butadien	2 597,15	2 595,12	2 595,05	2 594,46	2 593,79	0,40
27	1,3-butadien	2 544,14	2 542,11	2 542,03	2 541,44	2 540,77	0,41
28	etyn	1 301,86	1 301,37	1 301,35	1 301,21	1 301,05	0,32
29	cyclo pentan	3 326,14	3 322,19	3 322,05	3 320,89	3 319,59	0,36
30	metylcyclopentan	3 977,05	3 972,46	3 972,29	3 970,95	3 969,44	0,56
31	etylcyclopentan	4 637,20	4 631,93	4 631,74	4 630,20	4 628,47	0,71
32	cyclohexan	3 960,68	3 956,02	3 955,85	3 954,49	3 952,96	0,32
33	metylcyclohexan	4 609,33	4 604,08	4 603,89	4 602,36	4 600,64	0,71
34	etylcyclohexan	5 272,76	5 266,90	5 266,69	5 264,97	5 263,05	0,95
35	benzene	3 305,12	3 302,90	3 302,81	3 302,16	3 301,43	0,27
36	toluen	3 952,77	3 949,83	3 949,72	3 948,86	3 947,89	0,51
37	etylbenzen	4 613,16	4 609,54	4 609,40	4 608,34	4 607,15	0,66
38	o-xylen	4 602,18	4 598,64	4 598,52	4 597,48	4 596,31	0,76
39	metanol	766,60	765,09	765,03	764,59	764,09	0,13
40	metanthiol	1 241,64	1 240,28	1 240,23	1 239,84	1 239,39	0,32
41	hydro	286,64	286,15	286,13	285,99	285,83	0,02
42	nước	45,064	44,431	44,408	44,222	44,013	0,004
43	hydro sulfua	562,93	562,38	562,36	562,19	562,01	0,23
44	amoniac	384,57	383,51	383,47	383,16	382,81	0,18
45	hydro cyanua	671,92	671,67	671,66	671,58	671,50	1,26
46	cacbon monoxit	282,80	282,91	282,91	282,95	282,98	0,06
47	cacbonyl sulfua	548,01	548,14	548,15	548,19	548,23	0,24
48	cacbon disulfua	1104,05	1 104,32	1 104,33	1 104,40	1 104,49	0,43
CHÚ THÍCH 1: Tất cả các giá trị của  đối với t1 = 25 °C được lấy từ tài liệu tham khảo [6] ngoại trừ metan (j = 1), được nêu chi tiết là trường hợp cụ thể trong ISO/TR 29922, nước (xem chú thích 3) và các n-alkan C11 đến C15 (xem ISO/TR 29922). Các giá trị của  đối với t1 = 20 °C, 15,55 °C, 15 °C và 0 °C nhận được từ các giá trị tương ứng tại 25 °C bằng các phép tính đã nêu trước của loại được nêu trong ISO/TR 29922. CHÚ THÍCH 2: Giá trị của u(Hc) đối với metan được lấy từ ISO/TR 29922:-, 8.1.5. Đối với từng cấu tử khác, giá trị của u(Hc) được ước tính theo các phương pháp nêu trong ISO/TR 29922. CHÚ THÍCH 3: Nhiệt trị không-zero của hơi nước (j = 42) bắt nguồn chính thức từ định nghĩa nhiệt trị tổng, yêu cầu sự ngưng tụ thành trạng thái lỏng của tất cả hơi nước trong sản phẩm cháy. Do vậy, hơi nước bất kỳ có trong khí góp phần nhiệt hóa hơi tiềm tàng của nó vào nhiệt trị tổng của hỗn hợp. Các giá trị đã cho được lấy từ A.4. Xem ISO/TR 29922 cho giải thích đầy đủ hơn.

 

Phụ lục A

(quy định)

Các giá trị của hằng số bổ trợ

A.1  Hằng số khí

Giá trị của hằng số phân tử khí R (bao gồm độ không đảm bảo tiêu chuẩn) phải được lấy từ khuyến nghị CODATA^[7] hiện hành như nêu trong Bảng A.1.

Bảng A.1 – Hằng số khí phân tử

Hằng số khí phân tử R/J·mol-1∙K-1	Độ không đảm bảo u(R/)/J∙mol-1·K-1
8,3144621	0,0000075

A.2  Khối lượng nguyên tử của các nguyên tố

Khối lượng nguyên tử tính bằng kg·kmol^-1 của từng nguyên tố cacbon, hydro, nitơ, oxy và lưu huỳnh, được yêu cầu đối với phép xác định của công thức (25). Các giá trị phải được lấy từ khuyến nghị IUPAC 2007^[8] như được nêu trong Bảng A.2. Thông tin chi tiết hơn về các khối lượng nguyên tử xem trong ISO/TR 29922.

Bảng A.2 – Khối lượng nguyên tử của các nguyên tố

Nguyên tố		Khối lượng nguyên tử A/kg∙mol-1	Độ không đảm bảo tiêu chuẩn u(A)/kg∙mol-1
Cacbon	C	12,0107	0,0004
Hydro	H	1,00794	0,000035
Nitơ	N	14,0067	0,0001
Oxy	O	15,9994	0,00015
Lưu huỳnh	S	32,065	0,0025
Heli	He	4,002602	0,000001
Neon	Ne	20,1797	0,0003
Argon	Ar	39,948	0,0005

A.3  Các tính chất của không khí khô

Giá trị đốt với khối lượng phân tử của không khí khô của thành phần chuẩn cố định được làm tròn đến số thập phân thứ năm phải được lấy như đã cho trong Bảng A.3^[3][9].

Bảng A.3 – Khối lượng phân tử của không khí khô

Khối lượng phân tử Mair/kg∙kmol-1	Độ không đảm bảo tiêu chuẩn u(Mair)/kg∙mol-1
28,96546	0,00017

Độ không đảm bảo được trích dẫn là trích nguồn duy nhất từ các độ không đảm bảo đã biết trong các khối lượng phân tử của các thành phần. Không được phép thực hiện đối với độ không đảm bảo của thành phần, nghĩa là thành phần của không khí được lấy, đối với mục đích hiện có, là chính xác.

Giá trị của hệ số nén của không khí khô của thành phần chuẩn tại từng điều kiện trong bốn điều kiện đo chuẩn được sử dụng phổ biến phải được lấy như đã cho trong Bảng A.4.

Bảng A.4 – Hệ số nén của không khí khô tại các điều kiện chuẩn khác nhau

Điều kiện chuẩn	Hệ số nén, Zair	Độ không đảm bảo tiêu chuẩn u(Zair)
0°C, 101,325 kPa	0,999419	0,000015
15 °C, 101,325 kPa	0,999595	0,000015
15,55 °C, 101,325 kPa	0,999601	0,000015
20 °C, 101,325 kPa	0,999645	0,000015

Từng giá trị trong các giá trị này được tính toán phù hợp với công thức GERG-2004 như được trình bày trong tài liệu tham khảo [1] và [10]. Đối với ba nhiệt độ cao nhất, các giá trị phù hợp các các giá trị đã cho bởi công thức CIPM-2007^[9] mới nhất trong phạm vi 2 đến 3 phần trên triệu, nhưng công thức đó không hợp lệ tại 0 °C. Các giá trị độ không đảm bảo tiêu chuẩn được lấy trực tiếp từ tài liệu tham khảo [9].

A.4  Entalpy tiêu chuẩn của quá trình bay hơi nước

Entalpy phân tử tiêu chuẩn của quá trình bay hơi nước được yêu cầu tại từng điều kiện trong năm điều kiện cháy chuẩn được sử dụng phổ biến để tạo điều kiện thuận lợi các phép tính về độ chênh lệch giữa nhiệt trị tổng khí lý tưởng và nhiệt trị thực khí lý tưởng (tính theo mol) đối với từng cấu tử. Phải sử dụng các giá trị đã nêu trong Bảng A.5, được tính từ công thức IAPWS-1992 đã cho trong tài liệu tham khảo [11] và [12].

Bảng A.5 – Entalpy tiêu chuẩn của quá trình bay hơi nước

Nhiệt độ/ °C	Entalpy của sự bay hơi L°/ kJ∙mol-1	Độ không đảm bảo tiêu chuẩn u(L°)/ kJ∙mol-1
0	45,064	0,004
15	44,431	0,004
15,55 (60 °F)	44,408	0,004
20	44,222	0,004
25	44,013	0,004

 

Phụ lục B

(quy định)

Các công thức để tính độ không đảm bảo

B.1  Yêu cầu chung

Các công thức nêu trong phụ lục này phải được sử dụng trong các phép tính độ không đảm bảo đối với các tính chất của chúng mà có thể được tính bằng việc sử dụng tiêu chuẩn này. Vì các tính chất của khí lý tưởng là không chắc chắn được yêu cầu như là kết quả cuối cùng, với độ không đảm bảo kèm theo, các công thức đã cho áp dụng một cách cụ thể với khí thực.

Trong trường hợp độ không đảm bảo liên quan đến tính chất của khí lý tưởng được yêu cầu, điều này có thể nhận được bằng việc thiết lập s = 0 và u(s) = 0 trong công thức thích hợp.

B.2  Khối lượng phân tử

B.3  Hệ số phép cộng

B.4  Hệ số nén

B.5  Nhiệt trị tổng tính theo mol

B.6  Nhiệt trị tổng tính theo khối lượng

B.7  Nhiệt trị tổng tính theo thể tích

trong đó

       (B.7)

B.8  Nhiệt trị thực tính theo mol

B.9  Nhiệt trị thực tính theo khối lượng

B.10  Nhiệt trị thực tính theo thể tích

B.11  Nhiệt trị thực tính theo khối lượng riêng

B.12  Tỷ khối

B.13  Chỉ số Wobbe tổng

B.14  Chỉ sổ Wobbe thực

 

Phụ lục C

(Tham khảo)

Các hệ số chuyển đổi

C.1  Yêu cầu chung

Trong một số ứng dụng đã biết, giá trị của các đại lượng bao trùm bởi tiêu chuẩn này được yêu cầu tính bằng các đơn vị khác ngoài đơn vị SI được sử dụng trong nội dung chính. Trong các trường hợp như vậy, các hệ số bằng số sau đây phải được sử dụng để chuyển đổi các đại lượng từ đơn vị SI đã cho trong nội dung chính sang các đại lượng tương tự trong các đơn vị không phải SI đã yêu cầu.

Trong các bảng sau đây, để nhận được giá trị của một đại lượng trong hệ đơn vị không phải SI từ giá trị của đại lượng trong đơn vị SI, chia hệ số chuyển đổi đã cho và sử dụng các quy tắc chuẩn về làm tròn, biểu thị kết quả đến độ chính xác làm tròn được chỉ ra.

Các hệ số chuyển đổi đã cho trong phông chữ thông thường là xấp xỉ nhưng độ chính xác đủ đối với các mục đích của tiêu chuẩn này khi các giá trị tính theo đơn vị SI, nhận được bằng cách sử dụng phương pháp ngẫu nhiên (11.5.4), là để chuyển đổi sang đơn vị không phải SI và được trích dẫn đến độ chính xác làm tròn đã chỉ ra. Các hệ số chuyển đổi đã cho in nghiêng là chính xác.

Các hệ số chuyển đổi đối với các tính chất theo thể tích áp dụng chỉ khi tính chất được tính theo đơn vị SI và đơn vị không phải SI liên quan đến cùng áp suất và nhiệt độ.

C.2  Nhiệt trị tính theo phân tử

Bảng C.1

Đơn vị SI	Đơn vị không-SI	Hệ số chuyển đổi	Độ chính xác làm tròn
kJ·mol-1	BtuIT·lb·mol-1	0,002 326	1

C.3  Nhiệt trị tính theo khối lượng

Bảng C.2

Đơn vị SI	Đơn vị không-SI	Hệ số chuyển đổi	Độ chính xác làm tròn
MJ·mol-1	BtuIT·lb·mol-1	0,002 326	1

C.4  Nhiệt trị tính theo thể tích và các chỉ số Wobbe

Bảng C.3

Đơn vị SI	Đơn vị không-SI	Hệ số chuyển đổi	Độ chính xác làm tròn
MJ∙m-3	kWh·m-3	3,6	0,001
	BtuIT·ft-3	0,037 258 9	0,1

C.5  Khối lượng riêng

Bảng C.4

Đơn vị SI	Đơn vị không-SI	Hệ số chuyển đổi	Độ chính xác làm tròn
kg·m-3	lb∙ft-3	16,018 46	0,000 01

 

Phụ lục D

(Tham khảo)

Các phép tính ví dụ

D.1  Yêu cầu chung

Phụ lục này đưa ra các phép tính ví dụ đối với các tính chất bao gồm trong tiêu chuẩn này. Những ví dụ này cho các kết quả hợp lệ có thể sử dụng được để chứng nhận sự thực hiện của các phương pháp. Để hỗ trợ trong việc kiểm tra xác nhận của phép thực hiện bất kỳ và để đảm bảo rằng không có sai số làm tròn thỏa thuận các kết quả cuối cùng, các vị trí thập phân được giữ lại tại từng bước trung gian có thể nghiêm ngặt hơn là cần thiết.

D.2  Ví dụ 1: Một hỗn hợp đơn giản có năm cấu tử

D.2.1  Tổng quan

Trong phép tính ví dụ này, các kết quả của các bước trung gian trong phép tính lựa chọn có giới hạn của các tính chất được cung cấp cho hỗn hợp đơn giản năm cấu tử. Hỗn hợp được đơn giản hóa một cách cần thiết là để hạn chế cỡ các ma trận có chứa các giá trị r(x_i, x_j) và r(M_i, M_j). Các tính chất được tính đối với các điều kiện cháy chuẩn là 15 °C và 101,325 kPa và các điều kiện đo chuẩn là 15 °C và 101,325 kPa (Các điều kiện quy chiếu tiêu chuẩn ISO).

D.2.2  Phân tích thành phần

Báo cáo phân tích phần mol của mẫu khí thiên nhiên được cung cấp các thông tin sau đây đối với thành phần đã chuẩn hóa (được làm tròn đến sáu vị trí thập phân) và các độ không đảm bảo kèm theo:

Cấu tử	xi	u(xi)
Metan	0,933 212	0,000 346
Etan	0,025 656	0,000 243
Propan	0,015 368	0,000 148
Nitơ	0,010 350	0,000 195
Cacbon dioxit	0,015 414	0,000 111
Tổng	1,000 000

D.2.3  Tính khối lượng phân tử

Cấu tử	xi	Mi	xi·Mi
Metan	0,933 212	16,042 46	14,971 016 2
Etan	0,025 656	30,069 04	0,771 451 3
Propan	0,015 368	44,095 62	0,677 661 5
Nitơ	0,010 350	28,013 40	0,289 938 7
Cacbon dioxit	0,015 414	44,009 50	0,678 362 4
Tổng	1,000 000		17,388 430 1

Từ công thức (5) – khối lượng phân tử = 17,388 430 kg∙kmol^-1

D.2.4  Tính thể tích phân tử khí thực

Cấu tử	xi	si	xi∙si
Metan	0,933 212	0,044 52	0,041 546 6
Etan	0,025 656	0,091 90	0,002 357 8
Propan	0,015 368	0,134 40	0,002 065 5
Nitơ	0,010 350	0,017 00	0,000 176 0
Cacbon dioxit	0,015 414	0,075 20	0,001 159 1
Tổng	1,000 000		0,047 305 0

p₂ = 101,325 kPa

p₀ = 101,325 kPa

từ công thức (1) – hệ số nén Z = 0,997 762 24

từ công thức (B.7) – hệ số tổng s = 0,047 305

T₂ = 288,15 K

Từ A.1 – hằng số khí R = 8,314 462 1 J∙mol^-1∙K^-1

Từ công thức (11) – thể tích phân tử V = 0,023 591 917 m³∙mol^-1

D.2.5  Tính nhiệt trị tổng theo mol

Cấu tử	xi
Metan	0,933 212	891,51	831,967 830 1
Etan	0,025 656	1562,14	40,078 263 8
Propan	0,015 368	2221,10	34,133 864 8
Nitơ	0,010 350	0,00	0,000
Cacbon dioxit	0,015 414	0,00	0,000
Tổng	1,000 000		906,179 958 8

Từ công thức (2) – nhiệt trị tổng tính theo mol (H_C)_G = 906,179 959 kJ∙mol^-1

D.2.6  Tính độ không đảm bảo về nhiệt trị tổng theo mol

Cấu tử		u(x­i)					r(xi,xj)
							CH4	C2H6	C3H8	N2	CO2
Metan	891,51	0,000 346	0,308 462 46	0,095 149 089		CH4	1	0	0	0	0
Etan	1562,14	0,000 243	0,379 600 02	0,144 096 175		C2H6	0	1	0	0	0
Propan	2221,10	0,000 148	0,328 722 80	0,108 058 679		C3H8	0	0	1	0	0
Nitơ	0,00	0,000 195	0,000 000 00	0,000 000 000		N2	0	0	0	1	0
Cacbon dioxit	0,00	0,000 111	0,000 000 00	0,000 000 000		CO2	0	0	0	0	1
Tổng				0,347 303 943

 

Cấu tử	xi
Metan	0,933 212	0,870 884 637	0,19	0,036 1	0,031 438 935
Etan	0,025 656	0,000 658 230	0,51	0,260 1	0,000 171 206
Propan	0,015 368	0,000 236 175	0,50	0,260 1	0,000 061 429
Nitơ	0,010 350	0,000 107 123	0,00	0,000 0	0,000 000 000
Cacbon dioxit	0,015 414	0,000 237 591	0,00	0,000 0	0,000 000 000
Tổng	1,000 000				0,031 671 570

 

Từ công thức (B.4) – = 0,347 303 943 + 0,031 671 570 = 0,378 975 513

= 0,615 609 872 kJ∙mol^-1

= 1,2 kJ∙mol^-1 (sử dụng hệ số bao trùm k = 2 và biểu thị kết quả đến hai con số có nghĩa)

D.2.7  Tính nhiệt trị tổng theo khối lượng

Từ D.2.5 – (H_C)_G = 906,179 959 kJ∙mol^-1

Từ D.2.3 – M = 17,388 430 kg∙kmol^–1

Từ công thức (4) – nhiệt trị tổng tính theo khối lượng (Hm)_G = 52,113 961 MJ∙kg^-1

D.2.8  Tính độ không đảm bảo trong nhiệt trị tổng theo khối lượng

Cấu tử		Mi/M		u(xi)	(cột giá trị 4) ∙ u(xi)	(cột giá trị 6)2 x 108
Metan	0,983 811 2	0,922 593 9	0,061 217 3	0,000 346	0,000 021 2	0,044 864
Etan	1,723 873 9	1,729 255 6	-0,005 381 7	0,000 243	-0,000 001 3	0,000 171
Propan	2,451 058 4	2,535 917 3	-0,084 858 9	0,000 148	-0,000 012 6	0,015 773
Nitơ	0,000 000 0	1,611 036 8	-1,611 036 8	0,000 195	-0,000 314 2	9,869 159
Cacbon dioxit	0,000 000 0	2,530 964 6	-2,530 964 6	0 000 111	-0,000 280 9	7,892 564
Tổng						17,822 531

CHÚ THÍCH: Ma trận tương quan giả định r(x_i,x_j) là giống như trong D.2.6

Cấu tử	xi
Metan	0,933 212	0,870 884 637	0,19	0,036 1	0,031 438 935	3,828 591
Etan	0,025 656	0,000 658 230	0,51	0,260 1	0,000 171 206	0,020 849
Propan	0,015 368	0,000 236 175	0,51	0,260 1	0,000 061 429	0,007 481
Nitơ	0,010 350	0,000 107 123	0,00	0,000 0	0,000 000 000	0,000 000
Cacbon dioxit	0,015 414	0,000 237 591	0,00	0,000 0	0,000 000 000	0,000 000
Tổng	1,000 000				0,031 671 570	3,856 921

 

	r(Mi,Mj)
	Metan	Etan	Propan	Nitơ	Cacbon dioxit
Metan Etan Propan Nitơ Cacbon dioxit	1,000 000 000 000 0 0,996 804 383 768 0 0,994 233 563 614 8 0,000 000 000 000 0 0,755 086 685 092 8	0,996 804 383 768 0 1,000 000 000 000 0 0,999 622 547 547 1 0,000 000 000 000 0 0,773 784 772 303 5	0,994 233 563 614 8 0 0 999 622 547 547 1 1,000 000 000 000 0 0,000 000 000 000 0 0,779 072 967 793 4	0,000 000 000 000 0 0,000 000 000 000 0 0,000 000 000 000 0 1,000 000 000 000 0 0,000 000 000 000 0	0,755 086 685 092 8 0,773 784 772 303 5 0 779 072 967 793 4 0,000 000 000 000 0 1,000 000 000 000 0

 

Cấu tử	xi	u(Mj)	xi∙u(Mi)
Metan	0,933 212	0,000 423 79	0,000 395 5
Etan	0,025 656	0,000 827 10	0,000 021 2
Propan	0,015 368	0,001 232 23	0,000 018 9
Nitơ	0,010 350	0,000 200 00	0,000 002 1
Cacbon dioxit	0,015 414	0,000 500 00	0,000 007 7
Tổng	1,000 000			0,064 425 x 10-8

Từ công thức (B.5) – [u((Hm)_G / (Hm)_G]² = [17,822 531 + 3,856 921 + 0,064 425] x 10^-8 = 21,743 877 x 10^-8

_u((Hm)_G) = [21,743 877 x 10-8 x (52,113 961)2]^1/2 = 0,024 301 MJ·kg^-1

_U((Hm)_G) = 0,049 MJ·kg^-1 (sử dụng hệ số bao trùm k = 2 và biểu thị kết quả đến hai con số có nghĩa)

D.2.9  Tính nhiệt trị tổng theo thể tích khí thực

Từ D.2.5 – (H_C)_G = 906,179 959 kJ∙mol^-1

Từ D.2.4 – V = 0,023 591 917 m³∙mol^-1

Từ công thức (10) – (Hv)_G = 38,410 611 MJ∙m^-3

D.2.10  Tính độ không đảm bảo trong nhiệt trị tổng theo thể tích

Cấu tử		2∙si∙s / Z		u(xi)		(cột giá trị 6)2 x 108
Metan Etan Propan Nitơ Cacbon dioxit	0,983 811 2 1,723 873 9  2,451 058 4 0,000 000 0 0,000 000 0	0,004 221 5  0,008 714 2  0,012 744 1 0,001 612 0 0,007 130 6	0,988 032 7 1,732 588 1 2,463 802 5 0,001 612 0 0,007 130 6	0,000 346 0,000 243 0,000 148 0,000 195 0,000 111	0,000 341 859 0,000 421 019 0,000 364 643 0,000 000 314 0,000 000 791	11,686 779 17,725 692 13,296 435 0,000 010 0,000 063
Tổng						42,708 979

CHÚ THÍCH: Ma trận tương quan giả định r(x_i,x_j) là giống như trong D.2.6

Cấu tử	xi
Metan	0,933 212	0,870 884 637	0,19	0,036 1	0,031 438 935	3,828 591
Etan	0,025 656	0,000 658 230	0,51	0,260 1	0,000 171 206	0,020 849
Propan	0,015 368	0,000 236 175	0,51	0,260 1	0,000 061 429	0,007 481
Nitơ	0,010 350	0,000 107 123	0,00	0,000 0	0,000 000 000	0,000 000
Cacbon dioxit	0,015 414	0,000 237 591	0,00	0,000 0	0,000 000 000	0,000 000
Tổng	1,000 000				0,031 671 570	3,856 921

 

Cấu tử	xi	u(si)
Metan	0,933 212	0,000 5	21,772 212	0,195 758
Etan	0,025 656	0,001 1	0,079 646	0 000 716
Propan	0,015 368	0,001 6	0,060 461	0,000 544
Nitơ	0,010 350	0,001 0	0,010 712	0 000 096
Cacbon dioxit	0,015 414	0,002 0	0,095 037	0,000 854
Tổng	1,000 000			0,197 968

Từ A.1 – [u(R)/R]² = 0,000 081 4 x 10^-8

Từ công thức (B.6) – [u((Hv)_G/ (Hv)_G]² = [42,709 979 + 3,856 921 + 0,197 968 + 0,000 081] x 10^-8 = 46,763 949 x 10^-8

_u((Hv)_G) = [46,763 949 x 10^-8 x (38,410 611)²]^1/2 = 0,026 264 MJ∙m^-3

_U((Hv)_G) = 0,053 MJ∙m^-3 (sử dụng hệ số bao trùm k = 2 và biểu thị kết quả đến hai con số có nghĩa)