DIN EN ISO 14912-2006 Gas analysis - Conversion of gas mixture composition data (ISO 14912 2003) English version of DIN EN ISO 14912 2006-11《气体分析 气体混合成份数据的转换(ISO 14912 2003)》.pdf

1、November 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINNormenausschuss Gastechnik (NAGas) im DINFachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPPreisgruppe 20DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN

2、Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 71.040.40!,j,“9716109www.din.deDDIN EN ISO 14912Gasanalyse Umrechnung von Zusammensetzungsangaben fr Gasgemische(ISO 14912:2003);Deutsche Fassung EN IS0 14912:2006Gas analysis Conversion of gas mixture composition data (ISO 14912:2003);German

3、 version EN ISO 14912:2006Analyse des gaz Conversion des donnes de composition de mlanges gazeux (ISO 14912:2003);Version allemande EN ISO 14912:2006Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 65 SeitenDIN EN ISO 14912:2006-11 2 Nationales Vorwort Diese No

4、rm enthlt die deutsche bersetzung der Internationalen Norm ISO 14912:2003, die im Technischen Komitee ISO/TC 158 Gasanalyse, dessen Sekretariat vom NEN (Niederlande) gehalten wird, ausgearbeitet wurde. Das zustndige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 062-05-73 AA Gasanalyse und Gasbe-schaf

5、fenheit des Normenausschusses Materialprfung (NMP). Zum informativen Anhang C Daten fr Gemischkomponenten: Im Rahmen der bersetzung der ISO 14912:2003 ist aufgefallen, dass zu den Daten fr die Standardunsicherheit der Molmassen (Spalte 4 der Tabelle C.1) nderungsbedarf besteht. Es handelt sich dabei

6、 um Fehler, die bei der Rundung von Rechenergebnissen ber mehrere Stellen aufgetreten sind. Bei der ISO wurde daraufhin ein Antrag auf Korrektur eingereicht. Sobald dieser verffentlicht wird, wird auch die EN ISO 14912:2006 und somit auch die DIN EN ISO 14912 angepasst. Ausknfte erteilt der NA 062-0

7、5-73 AA. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN ISO 14912 August 2006 ICS 71.040.40 Deutsche Fassung Gasanalyse Umrechnung von Zusammensetzungsangaben fr Gasgemische (ISO 14912:2003) Gas analysis Conversion of gas mixture composition data (ISO 14912:2003) Analyse des gaz Conversion des

8、 donnes de composition de mlanges gazeux (ISO 14912:2003) Diese Europische Norm wurde vom CEN am 21. Juli 2006 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der S

9、tatus einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listendieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisc

10、h, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normun

11、gsinstitute von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien,Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republi

12、k, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern.EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: rue de Stassart, 36 B-1050 Brssel 2006 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltwei

13、t den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. EN ISO 14912:2006 DEN ISO 14912:2006 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung.4 1 Anwendungsbereich .5 2 Begriffe .5 2.1 Gren fr Zusammensetzungsangaben von Gasgemischen .5 2.2 Weitere bei der Umrechnung von Gasgemischzusammensetzungen auftret

14、ende Gren.6 3 Symbole und Einheiten .8 4 Allgemeine Grundlagen . 10 4.1 Angabe der Zusammensetzung von Gasgemischen 10 4.2 Umrechnung zwischen verschiedenen Gren 12 4.3 Umrechnung zwischen verschiedenen Zustandsbedingungen 13 5 Grundlegende Verfahren 14 5.1 Umrechnung zwischen verschiedenen Zusammen

15、setzungsgren 14 5.2 Umrechnung auf Referenzbedingungen 17 6 Praktische Umsetzung . 17 6.1 Umrechnung zwischen Zusammensetzungsgren. 17 6.2 Umrechnung einzelner Analytgehalte 18 6.3 Umrechnung vollstndiger Zusammensetzungen 19 6.4 Umrechnung zwischen Zustandsbedingungen. 19 6.5 Einfache Nherungsanstz

16、e fr Umrechnungen 20 7 Eingangsdaten und ihre Unsicherheit 20 7.1 Daten fr reine Gase. 20 7.2 Daten fr Gasgemische 23 7.3 Grobe Schtzwerte fr Unsicherheiten 26 8 Umrechnungsunsicherheit 27 8.1 Allgemeines. 27 8.2 Umrechnung einzelner Analytgehalte 27 8.3 Umrechnung vollstndiger Zusammensetzungen 29

17、8.4 Unsicherheitsberechnung mittels numerischer Differentiation 31 8.5 Varianzen und Kovarianzen von Eingangsdaten der Zusammensetzung 32 9 Anwendungsempfehlungen. 34 Anhang A (normativ) Beurteilung von Zustandsbedingungen . 35 Anhang B (normativ) Summenbeziehungen fr die Darstellung von Gemischeige

18、nschaften 38 Anhang C (informativ) Daten fr Gemischkomponenten. 39 Anhang D (informativ) Beispiele .45 Anhang E (informativ) Computer-Umsetzung der empfohlenen Verfahren . 61 Literaturhinweise . 63 EN ISO 14912:2006 (D) 3 Vorwort Der Text von ISO 14912:2003 wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 158 G

19、asanalyse“ der Internationalen Organisation fr Normung (ISO) erarbeitet und als EN ISO 14912:2006 durch das Technische Komitee CEN/SS N21 Gaseous fuels and combustible gas“ bernommen, dessen Sekretariat vom CMC gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entw

20、eder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Februar 2007, und etwaige entgegenstehende nationale Normen mssen bis Februar 2007 zurckgezogen werden. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, dies

21、e Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik

22、, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. Anerkennungsnotiz Der Text von ISO 14912:2003 wurde vom CEN als EN ISO 14912:2006 ohne irgendeine Abnderung genehmigt. EN ISO 14912:2006 (D) 4 Einleitung Aufgabe der Gasanalyse ist die Bestimmung der Zusammensetzung von Gasgemischen. Qualitativ wird die Ga

23、sgemischzusammensetzung beschrieben durch Angabe der relevanten Gemischkomponenten, der so genannten Analyten, sowie des Komplementrgases. Quantitativ wird die Gasgemischzusammensetzung beschrieben durch Angabe der Menge eines jeden Analyten im Gemisch sowie der Zusammensetzung des Komplementrgases.

24、 Zur Angabe der Menge eines Analyten in einem Gasgemisch werden verschiedene Gren verwendet. Diese Vielfalt ist darauf zurckzufhren, dass fr unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Gren entscheidende Vorteile haben. Daher werden Verfahren zur Umrechnung zwischen diesen verschiedenen Gren benti

25、gt. Soweit diese Gren Gasvolumina von Analyten oder dem Gasgemisch oder beiden enthalten, hngen sie von den Zustandsbedingungen, d. h. von Druck und Temperatur des Gasgemischs, ab. Fr alle derartigen Gre werden Verfahren zur Umrechnung zwischen verschiedenen Zustandsbedingungen bentigt. Als grobe Nh

26、erung knnen alle derartigen Umrechnungen auf der Grundlage des idealen Gasgesetzes durchgefhrt werden. Eine genaue Umrechnung erfordert jedoch in den meisten Fllen die Bercksichtigung des Realgasverhaltens des Analyten und des Gasgemischs. Insbesondere werden fr viele Umrechnungen Werte des Realgasf

27、aktors (oder der Dichte) des Gasgemischs bentigt. Diese Internationale Norm enthlt exakt gltige Umrechnungsverfahren, die auf grundlegenden Prinzipien beruhen und dem Realgasverhalten reiner Gase und Gasgemische in vollem Umfang Rechnung tragen. Zustzlich dazu werden Nherungsverfahren fr praktische

28、Anwendungen beschrieben, ausgelegt fr unterschiedliche Flle betreffs Genauigkeitsniveau und verfgbare Daten. Diese Nherungen sind notwendig, weil fr Gasgemische gemessene Realgasfaktoren (oder Dichten) nur selten verfgbar sind und daher aus Daten der Komponenten nherungsweise berechnet werden mssen.

29、 Die Ergebnisunsicherheit wird durch Kombination der mit den Nherungen verbundenen Unsicherheiten und der Unsicherheiten der Eingangsdaten ermittelt. Fr Umrechnungen bentigte volumetrische Realgasdaten reiner Gase oder Gasgemische werden unter Verwendung von Realgasfaktoren dargestellt. Umrechnung d

30、er Realgasfaktoren in Dichten ergbe eine quivalente Darstellung. EN ISO 14912:2006 (D) 5 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm definiert die folgenden Gren, die zur Angabe der Zusammensetzung von Gasgemischen verwendet werden: Stoffmengenanteil, Massenanteil, Volumenanteil sowie Stoffmengenk

31、onzentration, Massenkonzentration, Volumenkonzentration. Fr die genannten Zusammensetzungsgren legt diese Internationale Norm Verfahren fest zur Umrechnung zwischen verschiedenen Gren und Umrechnung zwischen verschiedenen Zustandsbedingungen. Umrechnung zwischen verschiedenen Gren bedeutet: Berechnu

32、ng des Zahlenwerts eines Analytgehalts in einer der oben genannten Gren aus dem Zahlenwert desselben Analytgehalts, gegeben in einer anderen dieser Gren, bei gleichem Druck und gleicher Temperatur des Gasgemischs. Umrechnung zwischen verschiedenen Zustandsbedingungen bedeutet: Berechnung des Zahlenw

33、erts eines Analytgehalts in einer der oben genannten Gren bei einem Satz von Zustandsbedingungen aus dem Zahlenwert derselben Gre bei einem anderen Satz von Zustandsbedingungen, d. h. Druck und Temperatur des Gasgemischs. Durch Kombination dieser beiden Umrechnungsarten kann die Zusammensetzung von

34、Gasgemischen zugleich zwischen verschiedenen Zusammensetzungsgren und verschiedenen Zustandsbedingungen umgerechnet werden. Diese Internationale Norm ist nur bei homogenen und stabilen Gasgemischen anwendbar. Deshalb mssen die betrachteten Zustandsbedingungen mit deutlichem Abstand auerhalb der Kond

35、ensationsgebiete des Gasgemischs sowie jedes der angegebenen Analyten liegen (siehe Anhang A). 2 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. ANMERKUNG Siehe auch Literaturhinweise 1 und 2. 2.1 Gren fr Zusammensetzungsangaben von Gasgemischen ANMERKUNG Nhere Informatione

36、n zu den in diesem Abschnitt definierten Begriffen enthlt 4.1. 2.1.1 Stoffmengenanteil x Quotient aus der Stoffmenge einer gegebenen Komponente und der Summe der Stoffmengen aller Komponenten eines Gasgemischs ANMERKUNG Der Stoffmengenanteil ist unabhngig von Druck und Temperatur des Gasgemischs. EN

37、 ISO 14912:2006 (D) 6 2.1.2 Massenanteil w Quotient aus der Masse einer gegebenen Komponente und der Summe der Massen aller Komponenten eines Gasgemischs ANMERKUNG Der Massenanteil ist unabhngig von Druck und Temperatur des Gasgemischs. 2.1.3 Volumenanteil Quotient aus dem Volumen einer gegebenen Ko

38、mponente und der Summe der Volumina aller Komponenten eines Gasgemischs vor dem Mischen, wobei alle Volumina auf den Druck und die Temperatur des Gasgemischs bezogen werden ANMERKUNG Der Volumenanteil ist nicht unabhngig von Druck und Temperatur des Gasgemischs. Deshalb mssen Druck und Temperatur an

39、gegeben werden. 2.1.4 Stoffmengenkonzentration c Quotient aus der Stoffmenge einer gegebenen Komponente und dem Volumen eines Gasgemischs ANMERKUNG Die Stoffmengenkonzentration ist nicht unabhngig von Druck und Temperatur des Gasgemischs. Deshalb mssen Druck und Temperatur angegeben werden. 2.1.5 Ma

40、ssenkonzentration Quotient aus der Masse einer gegebenen Komponente und dem Volumen eines Gasgemischs ANMERKUNG Die Massenkonzentration ist nicht unabhngig von Druck und Temperatur des Gasgemischs. Deshalb mssen Druck und Temperatur angegeben werden. 2.1.6 Volumenkonzentration Quotient aus dem Volum

41、en einer gegebenen Komponente und dem Volumen eines Gasgemischs ANMERKUNG 1 Die Volumenkonzentration ist nicht unabhngig von Druck und Temperatur des Gasgemischs. Deshalb mssen Druck und Temperatur angegeben werden. ANMERKUNG 2 Der Volumenanteil (2.1.3) und die Volumenkonzentration (2.1.6) nehmen de

42、nselben Wert an, wenn bei gleichen Zustandsbedingungen die Summe der Komponentenvolumina vor dem Mischen und das Volumen des Gemischs gleich sind. Da jedoch die Mischung von zwei oder mehr Gasen bei gleichen Zustandsbedingungen im Regelfall mit einer leichten Kontraktion oder seltener mit einer leic

43、hten Expansion einhergeht, ist das im Allgemeinen nicht der Fall. 2.2 Weitere bei der Umrechnung von Gasgemischzusammensetzungen auftretende Gren 2.2.1 Realgasfaktor Z Quotient aus dem Volumen einer beliebigen Gasmenge bei gegebenem Druck und gegebener Temperatur und dem nach dem idealen Gasgesetz b

44、erechneten Volumen derselben Gasmenge bei denselben Zustandsbedingungen ANMERKUNG 1 Diese Definition gilt sowohl fr reine Gase als auch fr Gasgemische. Deshalb wird in der Definition der Begriff Gas“ als Oberbegriff fr reine Gase und Gasgemische verwendet. EN ISO 14912:2006 (D) 7 ANMERKUNG 2 Definit

45、ionsgem ist der Realgasfaktor eines idealen Gases gleich 1. Bei Zimmertemperatur und Umgebungsdruck weicht der Realgasfaktor bei vielen Gasen nur mig von 1 ab. 2.2.2 Mischungsfaktor f Quotient aus dem Volumen einer beliebigen Menge eines Gasgemischs bei gegebenem Druck und gegebener Temperatur und d

46、er Summe der Volumina aller Gemischkomponenten vor dem Mischen bei denselben Zustandsbedingungen ANMERKUNG Wenn die Komponentenvolumina sich strikt additiv verhalten, d. h., wenn die Summe der Komponentenvolumina vor dem Mischen gleich dem Volumen nach dem Mischen ist, ist der Mischungsfaktor gleich

47、 1. Bei Zimmertemperatur und Umgebungsdruck weicht der Mischungsfaktor bei vielen Gasen nur geringfgig von 1 ab. 2.2.3 Dichte Quotient aus der Masse einer beliebigen Gasmenge und dem Volumen des Gases bei gegebenem Druck und gegebener Temperatur ANMERKUNG Diese Definition gilt sowohl fr reine Gase a

48、ls auch fr Gasgemische. Deshalb wird in der Definition der Begriff Gas“ als Oberbegriff fr reine Gase und Gasgemische verwendet. 2.2.4 Molvolumen VmolQuotient aus dem Volumen einer beliebigen Gasmenge bei gegebenem Druck und gegebener Temperatur und der Stoffmenge des Gases ANMERKUNG 1 Diese Definit

49、ion gilt sowohl fr reine Gase als auch fr Gasgemische. Deshalb wird in der Definition der Begriff Gas“ als Oberbegriff fr reine Gase und Gasgemische verwendet. ANMERKUNG 2 Die Stoffmenge eines Gasgemischs ist gegeben durch die Summe der Stoffmengen seiner Komponenten. 2.2.5 Virialkoeffizienten Koeffizienten in der Reihenentwicklung des Realgasfaktors nach Potenz