Stickstoff für einen Behälter

Methode

Der Stickstoff ist das Gas, das zugeführt werden muss, um den Behälter bei konstanter Temperatur vom Anfangsdruck auf den Enddruck zu bringen.

1. Volumenfaktor von Stickstoff: B = 2,8416·P / (Z·(273 + T)) in sm³/m³, mit P in kPa (Überdruck) und T in °C. Die Konstante steht für einen Normzustand von etwa 15 °C und 101,3 kPa.
2. Zuzuführendes Gas: das Behältervolumen mal die Differenz der Faktoren beim End- und beim Anfangsdruck.
3. Flüssiger Stickstoff: 1 m³ Flüssigkeit ergibt 696,5 sm³ Gas und wiegt 808 kg.

Annahmen

• Die Drücke sind Überdrücke, und der Behälter enthält anfangs nur die Luft bei Atmosphärendruck, die nicht mitgezählt wird.
• Die Temperatur bleibt beim Füllen konstant; die Erwärmung durch Verdichtung ist nicht berücksichtigt.
• Der Kompressibilitätsfaktor ist ein einzelner Wert für den ganzen Druckbereich.
• Es geht kein Stickstoff durch Spülen oder Leckagen verloren.

Verwendet denselben Volumenfaktor und dieselben Stickstoffeigenschaften wie das Werkzeug Stickstoff-Verdrängung, das ein Referenz-Arbeitsblatt reproduziert. Prüfen Sie die Gaseigenschaften an einer Stickstofftabelle, bevor Sie sich auf ein Ergebnis verlassen.

Kompressibilitätsfaktor von Stickstoff

Z korrigiert das ideale Gasgesetz für Stickstoff bei hohem Druck: Über 1 braucht das Gas mehr Raum als ein ideales Gas, sodass ein Behälter oder eine Bohrung in Normvolumen weniger Stickstoff fasst als mit Z = 1. Diagramm und Tabelle geben Z für Stickstoff nach absolutem Druck und Temperatur an; die Stickstoff-Werkzeuge interpolieren in der Tabelle.

Kompressibilitätsfaktor von Stickstoff

Absoluter Druck	-20 °C -4 °F	0 °C 32 °F	20 °C 68 °F	40 °C 104 °F	60 °C 140 °F	80 °C 176 °F	100 °C 212 °F	120 °C 248 °F	140 °C 284 °F	160 °C 320 °F
1 bar · 15 psi	0,999	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
25 bar · 363 psi	0,984	0,990	0,995	0,999	1,002	1,004	1,006	1,007	1,008	1,009
50 bar · 725 psi	0,971	0,985	0,994	1,001	1,006	1,010	1,013	1,016	1,017	1,019
100 bar · 1.450 psi	0,963	0,985	1,001	1,013	1,021	1,028	1,033	1,037	1,039	1,041
150 bar · 2.176 psi	0,976	1,002	1,021	1,034	1,045	1,052	1,058	1,062	1,065	1,067
200 bar · 2.901 psi	1,010	1,034	1,052	1,065	1,075	1,082	1,088	1,092	1,094	1,096
250 bar · 3.626 psi	1,058	1,078	1,092	1,104	1,112	1,118	1,122	1,125	1,127	1,128
300 bar · 4.351 psi	1,117	1,130	1,140	1,148	1,153	1,157	1,160	1,161	1,161	1,161
350 bar · 5.076 psi	1,182	1,188	1,193	1,196	1,199	1,200	1,200	1,199	1,198	1,196
400 bar · 5.802 psi	1,251	1,250	1,249	1,248	1,247	1,245	1,242	1,240	1,236	1,233
450 bar · 6.527 psi	1,322	1,314	1,307	1,302	1,297	1,291	1,286	1,281	1,276	1,271
500 bar · 7.252 psi	1,394	1,380	1,368	1,357	1,348	1,340	1,332	1,324	1,317	1,310

Berechnet aus der Dichte von Stickstoff im NIST Chemistry WebBook (Zustandsgleichung von Span et al., 2000) als Z = P·M/(ρ·R·T). Die Drücke sind absolut, Überdruck plus 1,013 bar. Zwischen den Punkten interpolieren die Werkzeuge linear; außerhalb von 1–500 bar und −20 bis 160 °C verwenden sie den Randwert.

Die Werkzeuge sind Hilfsmittel für Ingenieure. Prüfen Sie Eingaben und Ergebnisse: die Verantwortung für jede Entscheidung bleibt beim Nutzer.