القدم المكعب القياسي
القدم المكعب القياسي ( scf ) هو وحدة قياس تمثل كمية الغاز (مثل الغاز الطبيعي ) الموجودة في حجم قدم مكعب واحد عند ظروف درجة حرارة وضغط مرجعية. وهي الوحدة الشائعة الاستخدام عند اتباع النظام العرفي ، وهو مجموعة من المعايير التي وضعها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . وحدة أخرى تُستخدم لنفس الغرض هي المتر المكعب القياسي ( Sm³ )، المشتق من وحدات النظام الدولي للوحدات (SI ) ، والذي يمثل كمية الغاز الموجودة في حجم متر مكعب واحد عند ظروف مرجعية مختلفة. [ 1 ] وتعتمد الظروف المرجعية على نوع الغاز وتختلف عن ظروف درجة الحرارة والضغط القياسية الأخرى .
الاستخدام
يُعدّ كلٌّ من القدم المكعب القياسي (scf) والسنتيمتر المكعب القياسي (scm) وحدتين لقياس كمية الجزيئات في الغازات، ويمكن استخدامهما مع قانون الغاز المثالي لحساب الكمية لكل وحدة حجم عند ضغوط ودرجات حرارة مختلفة. وعلى الرغم من تسميتهما "قياسيين"، إلا أن هناك تعريفات متعددة، تعتمد أساسًا على نوع الغاز. وبما أن الكمية، عند حجم معين، تتناسب طرديًا مع الضغط ودرجة الحرارة ، فإن كل تعريف يحدد قيمًا أساسية للضغط ودرجة الحرارة.
الغاز الطبيعي
بما أن الغاز الطبيعي عبارة عن مزيج غير دقيق من أنواع جزيئية مختلفة، وخاصة الميثان ولكن بنسب متفاوتة من الغازات الأخرى، فإن القدم المكعب القياسي من الغاز الطبيعي لا يمثل وحدة دقيقة للكتلة، بل كمية جزيئية، معبر عنها بالمولات .
بالنسبة للغازات البترولية، يُعرَّف القدم المكعب القياسي (scf) بأنه قدم مكعب واحد من الغاز عند درجة حرارة 60 فهرنهايت (288.7 كلفن؛ 15.56 درجة مئوية) وعند ضغط الهواء الطبيعي عند مستوى سطح البحر. يختلف تعريف الضغط بين المصادر، ولكنه جميعًا قريب من ضغط الهواء الطبيعي عند مستوى سطح البحر.
- ضغط مقداره 14.696 رطل لكل بوصة مربعة (1.00000 ضغط جوي ؛ 101.325 كيلو باسكال ) . [ 2 ] هذا هو نفس الضغط القياسي في النظام الدولي للوحدات. ويعطي 1.1953 مول لكل قدم مكعب قياسي.
- ضغط مقداره 101.35 كيلوباسكال (1.0002 ضغط جوي؛ 14.700 رطل لكل بوصة مربعة) . [ 2 ] يعطي 1.1956 مول لكل قدم مكعب قياسي.
- ضغط مقداره 14.73 رطل لكل بوصة مربعة (1.0023 ضغط جوي؛ 101.56 كيلو باسكال) . [ 1 ] هذه القيمة قريبة جدًا من 30 بوصة زئبقية . ينتج عنها 1.1981 مول لكل قدم مكعب قياسي أو 0.002641 رطل مول لكل قدم مكعب قياسي.
يُستخدم المتر المكعب القياسي من الغاز (سم³) في سياق النظام الدولي للوحدات . ويُعرَّف بأنه كمية الغاز الموجودة في متر مكعب عند درجة حرارة 15 درجة مئوية (288.150 كلفن؛ 59.000 درجة فهرنهايت) وضغط 101.325 كيلوباسكال (1.0000 ضغط جوي ؛ 14.696 رطل لكل بوصة مربعة) . [ 1 ]
لا يُعدّ تحويل وحدات الحجم بين القدم المكعب القياسي والمتر المكعب القياسي دقيقًا تمامًا، نظرًا لاختلاف درجة الحرارة والضغط الأساسيين، ولكن يمكن تجاهل هذا الاختلاف في معظم الحالات العملية. عند مقارنة الحجم نفسه بين المتر المكعب القياسي عند 15 درجة مئوية (288.15 كلفن) و101.325 كيلو باسكال، والقدم المكعب القياسي عند 60 درجة فهرنهايت (288.71 كلفن) و 14.73 رطل لكل بوصة مربعة (101.56 كيلو باسكال) ، نجد أن نسبة الخطأ تبلغ 0.04%. يُعادل القدم المكعب القياسي في النظام الأمريكي للوحدات تقريبًا 0.02833 متر مكعب قياسي في النظام الدولي للوحدات (SI).
في صناعة الغاز الطبيعي، حيث تُقاس الكميات عادةً بالقدم المكعب القياسي، لا تُستخدم البادئات المترية للتعبير عن مضاعفات القدم المكعب القياسي الكبيرة ، بل تُستخدم البادئات القائمة على الأرقام الرومانية، حيث يُحذف حرف " s " الذي يرمز إلى "قياسي". تشمل وحدات قياس أحجام الغاز الشائعة: ccf (مئة قدم مكعب قياسي)، وmcf (ألف قدم مكعب قياسي)، و MMcf (مليون قدم مكعب قياسي). [ 3 ] يشير الحرف "M" إلى الرقم الروماني الذي يعني ألف، بينما يُمثل الحرفان "M" المتتاليان ("MM") ألف ألف، أو مليون. كما تُستخدم وحدات أخرى مثل: Bcf (مليار قدم مكعب قياسي)، وTcf (تريليون قدم مكعب قياسي)، وQcf (كوادريليون قدم مكعب قياسي)، وغيرها.
الغازات المضغوطة أو المسالة في أسطوانات قابلة لإعادة التعبئة
حدد المؤتمر الوطني للأوزان والمقاييس ، وهو منظمة غير ربحية مقرها الولايات المتحدة الأمريكية وتعمل بالتعاون مع المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا، مجموعة من المعايير في لائحة بعنوان "اللائحة الموحدة لطريقة بيع السلع". [ 4 ] تُعرّف هذه اللائحة القدم المكعب القياسي للغازات المضغوطة أو المسالة في أسطوانات قابلة لإعادة التعبئة باستثناء غاز البترول المسال ، على النحو التالي: "يُعرّف القدم المكعب القياسي للغاز بأنه قدم مكعب عند درجة حرارة 21 درجة مئوية (70 درجة فهرنهايت) وضغط 101.325 كيلوباسكال (14.696 رطل لكل بوصة مربعة)". [ 4 ]
الغازات الصناعية
ومع ذلك، هناك تعريفات أخرى مستخدمة للغاز الصناعي ، [ 5 ] حيث يتم تعريف القدم المكعب القياسي لاستخدام الغاز الصناعي في الولايات المتحدة عند 70 درجة فهرنهايت (21.1 درجة مئوية) و14.696 رطل لكل بوصة مربعة (101.325 كيلو باسكال)، بينما في كندا، يتم تعريف المتر المكعب القياسي لاستخدام الغاز الصناعي عند 15 درجة مئوية (59 درجة فهرنهايت) و101.325 كيلو باسكال (14.696 رطل لكل بوصة مربعة).
تحويل الأحجام الفعلية إلى أحجام قياسية
يمكن تحويل الحجم الفعلي إلى حجم قياسي باستخدام المعادلة التالية: [ 6 ] [ 7 ]
- V s = V a × F p × F t × ( F pv ) 2
أين،
- V s : الحجم القياسي
- V a : الحجم الفعلي (يُشار إليه أحيانًا بـ V r للحجم المسجل)
- F p : عامل الضغط (يُشار إليه أحيانًا بـ P m لمضاعف الضغط)
- F p : الضغط المطلق / الضغط القياسي = (ضغط خط القياس + الضغط الجوي) / الضغط الأساسي
- F t : عامل درجة الحرارة (يُشار إليه أحيانًا بـ T m لمضاعف درجة الحرارة)
- F t : درجة الحرارة القياسية المطلقة / درجة حرارة الخط المطلقة = [273.15 + درجة الحرارة القياسية (°C)] / [273.15 + درجة حرارة الخط (°C)] أو [459.67 + درجة الحرارة القياسية (°F)] / [459.67 + درجة حرارة الخط (°F)]
- F pv : عامل الانضغاط الفائق (غالباً ما يتم حذفه أو عرضه على أنه يساوي 1)
مثال: كم عدد الأقدام المكعبة القياسية الموجودة في قدم مكعب واحد من الغاز عند درجة حرارة 80 فهرنهايت وضغط قياس 50 رطل لكل بوصة مربعة؟ (بافتراض وجود ضغط جوي قدره 13.6 رطل لكل بوصة مربعة وتجاهل الانضغاطية الفائقة)
- V s = 1 قدم مكعب × [(13.6 رطل لكل بوصة مربعة + 50 رطل لكل بوصة مربعة) / 14.73 رطل لكل بوصة مربعة] × [(60 درجة فهرنهايت + 459.67 درجة فهرنهايت) / (80 درجة فهرنهايت + 459.67 درجة فهرنهايت)]
- V s = 4.16 scf
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 جيمس إي. غالاغر (2013). دليل قياس الغاز الطبيعي . إلسيفير. ص 10. ISBN 978-0-12-800000-7.
- 1 2 "القوانين واللوائح الموحدة" (ملف PDF) . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. 2019. الصفحات 129، 132. تاريخ الاطلاع: 8 ديسمبر 2019 .
- ↑ "التصنيف: مسرد المصطلحات" . بتروويكي . جمعية مهندسي البترول الدولية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2017 .
- 1 2 كراون، ليندا د.؛ سيفسيك، ديفيد أ.؛ وارفيلد، ليزا (نوفمبر 2016). "اللوائح الموحدة لطريقة بيع السلع" (ملف PDF) . القوانين واللوائح الموحدة في مجالات القياس القانوني وجودة وقود المحركات ( طبعة 2017). المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. ص 120. doi : 10.6028/NIST.HB.130-2017 . تاريخ الاسترجاع: 21 نوفمبر 2017 .
- ↑ جمعية الغازات المضغوطة (1990). دليل الغازات المضغوطة ( الطبعة الثالثة). تشابمان وهول. الصفحات 12-13 . ISBN 9781461306733تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2017 .
- ↑ "الجزء الثامن: أحكام خاصة بالغاز" . لوائح فحص الكهرباء والغاز . حكومة كندا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يوليو 2014 .
{{cite book}}تم|website=تجاهله ( مساعدة ) - ↑ "مقدمة في قياس الغاز" (ملف PDF) . مقدمة في قياس الغاز . شركة بارتشارد للهندسة . تاريخ الاطلاع: 18 يوليو 2014 .
- وحدات كمية المادة
