게시판 > 질답게시판 > CH4, CO, H2 부피를 무게로 환산하는 법?

지나가다

16-02-04 09:42

각 가스의 밀도만 알고 있으면 부피를 구하실 수 있겠네요
아래 밀도는 대기압, 15°C 기준입니다.

1. CH4 : 0.656 kg/m³ -> 0.656 X 47x10^-3 = 0.0308kg
2. CO : 1.14 kg/m³ -> 1.14 X 47 X 10^-3 = 0.05 kg
3. H2 : 0.0852 kg/m3 -> 0.004 kg

samad fiarbird

16-02-04 19:38

답변 감사합니다..

추가적으로 가스업체에서 회신이 왔는데...만약 25°C 1atm 일때 계산식은 틀려지나요?

업체에서는 충전압력이 조금씩 틀리다며 다른업체에서는 중량을 구하고 체적을 말하던데 이렇게 중량과 체적이 다를수가 있나요?

ex) 중량 40L 충전시 : <(100kg/cm2) / 1.0332> * 40 * 16.04 / 0.082 * (273+5) *1000
= 약 2.54kg
총 체적 : 2.54kg * 1,000 * 0.082 * (273+25) / 1.0332 * 16.04
= 3761, 총체적 (m3) 3.76 입니다.

위의 식으로 계산식이 왔습니다. 좀더 자세히 설명좀 부탁드립니다..ㅠㅠ

스테파노 Stefano

16-02-15 00:28

(1)기체는 액체와 달리 압축성 유체입니다. 따라서 압력과 온도에 따라 부피가 달라집니다.
동일한 가스용기에 같은 양을 담아두었다고 하더라도 온도에 따라 압력이 다른 이유는 바로 이때문입니다.

그러므로 가스의 양을 정확히 비교해 보려면 담겨있는 기체의 질량을 비교해 보는 것이 정확합니다

(2) 일정 질량의 가스가 들어있을 때 나타내는 압력은 "기체방정식"을 이용하여 계산이 가능합니다.

P*V = Z*n*R*T = Z*(W/M)*R*T = Z*W*(R/M)*T = Z*W*(Rg)*T...................(1)

V= 용기 내용적, m^3
P= 용기내 가스의 (절대)압력, kgf/cm2 abs
T= 용기내 가스의 (절대)온도: K
n= 용기내 가스의 몰수, kg-mole Gas = W/M ....(2)
W= 용기내 가스의 질량, kg Gas
M= 가스의 분자량, kg/kg-mole Gas
Z= 기체의 압축인수, - (= 1 for Ideal Gas, Real Gas의 경우 온도압력에 따른 도표에서 찾아 사용)
R= 이상기체 상수 = Po*Vo/(n*To)
= (1.033227 kgf/cm2 abs) * (22.414 m3) /(1 kg-mole Gas)/(273.15 K)
= 0.084 784 (kgf/cm2-m3/kg-mole-K)
Rg= 가스상수 = 이상기체상수/가스분자량 = R/M = 0.084 784/M, kgf/cm2-m3/kgm

위의 (1)을 이용하여 P를 구하거나 W를 T, V, M으로부터 계산해 내면 됩니다. 정확한 값을 구하려면 기체별 압축인수를 사용해야 하지만 그렇지 않은 경우라면 Z=1로 계산할 수도 있습니다. 배관을 통해 대용량을 공급하여 사용하는 경우라면 반드시 압축인수를 사용해야 하겠지요.

(3) 충전량을 체적으로 나타내는 방법은 충전량을 표준상태의 부피 (Nm3)로 나타내는 방법입니다. 이부피는 압력이 0 ℃ 1기압(=1.033227 kgf abs) 일때의 부피로 구하면 됩니다.

(1)기체는 액체와 달리 압축성 유체입니다.  따라서 압력과 온도에 따라 부피가 달라집니다.   
동일한 가스용기에 같은 양을 담아두었다고 하더라도 온도에 따라 압력이 다른 이유는 바로 이때문입니다.

그러므로 가스의 양을 정확히 비교해 보려면 담겨있는 기체의 질량을 비교해 보는 것이 정확합니다

(2) 일정 질량의 가스가 들어있을 때 나타내는 압력은 "기체방정식"을 이용하여 계산이 가능합니다.

P*V = Z*n*R*T = Z*(W/M)*R*T = Z*W*(R/M)*T = Z*W*(Rg)*T...................(1)

V= 용기 내용적,  m^3
P= 용기내 가스의 (절대)압력,  kgf/cm2 abs
T= 용기내 가스의 (절대)온도:  K
n= 용기내 가스의 몰수,  kg-mole Gas = W/M ....(2)
W= 용기내 가스의 질량, kg Gas
M= 가스의 분자량, kg/kg-mole Gas
Z= 기체의 압축인수, -  (=  1 for Ideal Gas,  Real Gas의 경우 온도압력에 따른 도표에서 찾아 사용) 
R= 이상기체 상수 = Po*Vo/(n*To) 
  = (1.033227 kgf/cm2 abs) * (22.414 m3) /(1 kg-mole Gas)/(273.15 K)
  = 0.084 784 (kgf/cm2-m3/kg-mole-K)
Rg= 가스상수 = 이상기체상수/가스분자량 = R/M = 0.084 784/M,  kgf/cm2-m3/kgm

위의 (1)을 이용하여 P를 구하거나 W를  T, V, M으로부터 계산해 내면 됩니다.  정확한 값을 구하려면 기체별 압축인수를 사용해야 하지만 그렇지 않은 경우라면 Z=1로 계산할 수도 있습니다.  배관을 통해 대용량을 공급하여 사용하는 경우라면 반드시 압축인수를 사용해야 하겠지요.

(3) 충전량을 체적으로 나타내는 방법은 충전량을 표준상태의 부피 (Nm3)로 나타내는 방법입니다.  이부피는 압력이 0 ℃ 1기압(=1.033227 kgf abs) 일때의 부피로 구하면 됩니다.