[PENDING] Εγκαταστάσεις φυσικού αερίου στον οικιακό τομέα

ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ΢

΢ΦΟΛΗ ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΥΑΡΜΟΓΩΝ

ΣΜΗΜΑ ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΑ΢ ΠΕΣΡΕΛΑΙΟΤ & ΥΤ΢ΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ

ΠΣΤΦΙΑΚΗ ΕΡΓΑ΢ΙΑ ΜΕ ΘΕΜΑ:

ΕΓΚΑΣΑ΢ΣΑ΢ΕΙ΢ ΥΤ΢ΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ

΢ΣΟΝ ΟΙΚΙΑΚΟ ΣΟΜΕΑ

ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ : Δρ. Χρήςτοσ Παπαδόπουλοσ ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ: Αλεφραγκήσ Σωτήρησ

Κάργιοσ Τριαντάφυλλοσ

ΜΑΙΟΣ 2010

ΠΕΡΘΕΥΟΜΕΝΑ I ________________________________________________________________________

ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ

ΠΡΟΛΟΓΟ΢ IV

1 ΔΙ΢ΑΓΩΓΗ 1

1.1 Φπζηθό Αέξην-Σν θαύζηκν ηνπ παξόληνο θαη ηνπ κέιινληνο 1

1.2 Υαξαθηεξηζηηθά ηνπ θπζηθνύ αεξίνπ 3

1.2.1 Τδξνγνλάλζξαθεο 3

1.2.2 Φπζηθό αέξην-Μεζάλην 4

1.2.3 Υεκηθέο ηδηόηεηεο Φπζηθνύ Αεξίνπ 4

1.2.4 Φπζηθέο ηδηόηεηεο Φπζηθνύ Αεξίνπ 5

1.3 Δηάθξηζε αεξίωλ 7

2. ΙΓΙΟΣΗΣΔ΢ ΑΔΡΙΩΝ 10

2.1 Καλνληθά κεγέζε 10

2.1.1 Καλνληθή θαηάζηαζε 10

2.1.2 Μνξηαθή κάδα 10

2.1.3 Μνξηαθόο όγθνο 10

2.1.4 Ππθλόηεηα θαη εηδηθόο όγθνο 11

2.1.5 Απόιπηε πίεζε 12

2.2 Θδαληθά θαη πξαγκαηηθά αέξηα 12

2.3 Δείθηεο Wobbe 16

3. ΢Τ΢ΣΗΜΑΣΑ ΜΔΣΡΗ΢Η΢ ΦΤ΢ΙΚΟΤ ΑΔΡΙΟΤ 19

3.1 Πξνζδηνξηζκόο ηεο παξνρεο ηνπ θπζηθνύ αεξίνπ 19

3.2 Μεηξεηέο δηαθνξηθήο πίεζεο 19

3.3 Μεηξεηέο ηαρύηεηαο 20

3.4 Ογθνκεηξηθνί κεηξεηέο 21

ΠΕΡΘΕΥΟΜΕΝΑ II ________________________________________________________________________

4. ΥΡΗ΢ΔΙ΢ ΣΟΤ Φ.Α. ΚΑΙ ΔΠΙΠΣΩ΢ΔΙ΢ ΢ΣΟ ΠΔΡΙΒΑΛΛΟΝ 24

4.1 Υξήζεηο ηνπ Φπζηθνύ Αεξίνπ 24

4.2 ΢πκβνιή ηνπ Φπζηθνύ Αεξίνπ ζηελ βηνκεραλία 25

4.2.1 Πιενλεθηήκαηα ηνπ Φπζηθνύ Αεξίνπ ζηηο βηνκεραληθέο ζεξκηθέο ρξήζεηο 26

4.2.2 Αηκνπαξαγωγή απνθέληξωζε ζεξκηθώλ ρξήζεωλ 28

4.2.3 Άκεζεο ζεξκηθέο ρξήζεηο 28

4.3 Σερλνινγηθέο εμειίμεηο ζην ρώξν ηνπ Φπζηθνύ Αεξίνπ 29

4.4 Αλαγθαίεο κεηαηξνπέο γηα ηελ ρξήζε ηνπ Φπζηθνύ αεξίνπ 32

4.5 Ρύπαλζε ηωλ αεξίωλ ζην πεξηβάιινλ 34

4.5.1 ΢πκβνιή ηνπ Φ.Α ζηε κείωζε ηωλ εθπεκπόκελωλ ξύπωλ θαηά ηε θαύζε 34

4.5.2 Σν θαηλόκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ 35

5. ΥΡΗ΢Η ΣΟΤ ΦΤ΢ΙΚΟΤ ΑΔΡΙΟΤ ΢ΣΟΝ ΟΙΚΙΑΚΟ ΣΟΜΔΑ 37

5.1 Εηζαγωγή 37

5.2 Πιενλεθηήκαηα θαη ρξήζεηο ηνπ θπζηθνύ αεξίνπ 38

5.3 Εθαξκνγέο θπζηθνύ αεξίνπ θαη εμνπιηζκόο 39

5.3.1 Παξαγωγή δεζηνύ λεξνύ ρξήζεωο 39

5.3.2 Θέξκαλζε ρώξωλ 40

5.3.3 Μαγείξεκα 43

5.4 Υξήζε Φ.Α γηα ζπκπαξαγωγή ειεθηξηζκνύ θαη ζεξκόηεηαο 44

5.4.1 Λεηηνπξγία ζπζηήκαηνο ΢ΗΘ κε κεραλή εζωηεξηθήο θαύζεο 47

5.4.2 Λεηηνπξγία ζπζηήκαηνο ΢ΗΘ κε αεξηνζηξόβηιν 49

5.4.3 Λεηηνπξγία ζπζηήκαηνο ζπλδπαζκέλνπ θύθινπ 50

5.5 ΢πγθξίζεηο- ΢πκπεξάζκαηα 51

6. ΔΓΚΑΣΑ΢ΣΑ΢ΔΙ΢ ΑΔΡΙΟΤ ΢Δ ΚΣΗΡΙΑ 54

6.1 Σερληθέο ζωιελώζεωλ αεξίνπ 54

6.1.1 Οξηζκόο ελλνηώλ 55

6.2 Εγθαηάζηαζε εμωηεξηθώλ ζωιελώζεωλ 57

6.2.1 Γεληθά 57

6.2.2 ΢ωιήλεο, ζηνηρεία κνξθήο θαη ζύλδεζεο θαζώο θαη ινηπά δνκηθά ζηνηρεία 57

6.3 Εγθαηάζηαζε εζωηεξηθώλ ζωιελώζεωλ 60

6.3.1 Γεληθά 60

ΠΕΡΘΕΥΟΜΕΝΑ III ________________________________________________________________________

6.4 Αγωγνί ζύλδεζεο γηα ζπζθεπέο αεξίνπ 64

6.5 ΢πλδέζεηο ζωιήλωλ 65

6.6 Όξγαλα εγθαηαζηάζεωλ αεξίνπ 66

6.7 Μεηξεηέο αεξίνπ 73

6.8 ΢ύζηεκα απαγωγήο θαπζαεξίωλ 75

6.8.1 Απαγωγή θαπζαεξίωλ κέζω θαπλνδόρνπ 76

7. ΔΦΑΡΜΟΓΔ΢ Φ.Α. ΢Δ ΢Τ΢ΚΔΤΔ΢ ΟΙΚΙΑΚΗ΢ ΥΡΗ΢Η΢ 78

7.1 Επίηνηρεο κνλάδεο ζέξκαλζεο αεξίνπ 79

7.1.1 Αξρή ιεηηνπξγίαο 80

7.1.2 Είδε επίηνηρωλ κνλάδωλ αεξίνπ 80

7.1.3 Ελεξγεηαθό ηζνδύγην επίηνηρωλ κνλάδωλ αεξίνπ 82

7.1.4 Όξγαλα ξύζκηζεο θαη αζθάιεηαο 83

7.1.5 Δηάηαμε απαγωγήο θαπζαεξίωλ εθνδηαζκέλε κε αζθάιεηα ξνήο 83

7.2 Επίηνηρεο ζπζθεπέο παξνρήο Ζ.Ν. ρξήζεο, ζπλερνύο ξνήο (ηαρπζεξ/λεο) 83

7.2.1 Επίηνηρνη απηόλνκνη ιέβεηεο ζέξκαλζεο & παξαγωγήο Ζ.Ν. ρξήζεο (ιέβεηεο) 84 7.2.2 Θεξκνζίθωλεο απνζήθεπζεο (Boiler) 85

7.2.3 ΢πζθεπή αλίρλεπζεο αεξίνπ 86

7.3 Λέβεηεο αεξίνπ 87

7.4 Σύπνη ζπζθεπώλ αεξίνπ 88

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 103

ΕΤΡΕΣΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ VΙ

Πεξηγξαθή Εηθόλωλ ΢ειίδα

3.3.1: Μεηξεηήο ηαρύηεηαο 21

3.4.1: Μεηξεηήο δηαθξάγκαηνο 22

3.4.2: Μεηξεηήο κε ζπκπιεγκέλνπο ζηξνθείο 23 5.1.1 : Παξάζηαζε εηζαγωγήο ηνπ Φ.Α ζηνλ νηθηαθό

ηνκέα 38

5.3.1.1: Επίηνηρνο ιέβεηαο γηα δεζηό λεξό ρξήζεο 40

5.3.2.1: Λέβεηαο θεληξηθήο ζέξκαλζεο 41

5.3.2.2: Επίηνηρν ζεξκαληηθό ζώκα Φ.Α 42

5.4.1: ΢ύζηεκα ζπκπαξαγωγήο ειεθηξηζκνύ θαη

ζεξκόηεηαο 45

5.4.2: Εμωηεξηθέο δηαζηάζεηο ζπζηήκαηνο

ζπκπαξαγωγήο ειεθηξηζκνύ θαη ζεξκόηεηαο 45

5.4.2: Εμωηεξηθέο δηαζηάζεηο ζπζηήκαηνο

ζπκπαξαγωγήο ειεθηξηζκνύ θαη ζεξκόηεηαο 45

5.4.3 : Βαζκόο απόδνζεο ζπκβαηηθνύ ζπζηήκαηνο

παξνρήο ει. Ελέξγεηαο 47

5.4.1.1: ΢ύζηεκα ΢ΗΘ κηθξήο θιίκαθαο κε κεραλή

εζωηεξηθήο θαύζεο. 49

5.4.2.1: ΢ύζηεκα ΢ΗΘ κε αεξηνζηξόβηιν 50

5.4.3.1: ΢ύζηεκα ειεθηξνπαξαγωγήο ζπλδπαζκέλνπ

θύθινπ 51

6.1.1: Ελδεηθηηθή δηάηαμε ζύλδεζεο ζωιελώζεωλ

αεξίνπ 55

6.3.1.1: ΢ηεξέωζε αγωγώλ 62

6.3.1.2: Εηζαγωγή ζε θηίξην 63

6.6.1: Όξγαλν δηαθνπήο ωο θύξηνο δηαθόπηεο 67

6.6.2: Γωληαθόο θξνπλόο αεξίνπ 68

6.6.3:Ρπζκηζηήο πηέζεωο κεηξεηή 69

6.6.4:Ρπζκηζηήο πηέζεωο (ζρεκαηηθά) 69

6.6.5: Ρπζκηζηήο πηέζεωο θηεξίνπ 70

6.6.7: Φίιηξα αεξίνπ 71

6.6.8: Βαιβίδα ππξνπξνζηαζίαο γηα ηνπνζέηεζε ζε

ζωιήλα 72

6.6.9: Σαρπζύλδεζκνο αεξίνπ κε ππξνπξνζηαζία 72

6.7.1: Μεηξεηήο ελόο ζηνκίνπ 73

6.7.2: Μεηξεηήο δύν ζηνκίωλ 74

6.7.3: Μεηξεηήο αεξίνπ 75

ΕΤΡΕΣΗΡΙΟ ΠΙΝΑΚΩΝ IV

Περιγραθή Πίνακα ΢ελίδα

1.3.1: Διάκριζη αερίων 7

1.3.2: Οικογένειες αερίων 8

1.3.3: ΢ηοιτεία για ηις οικογένειες 1 και 2 και μίγμαηα σδρογονανθράκων και αέρια καηά DVGW-G260

9 1.3.4: ΢ηοιτεία για ηην οικογένεια 3 καηά DVGW-G260 9 2.2.1: ΢σνηελεζηής ζσμπιεζηόηηηας Κ ρωζικού αερίοσ 15 4.5.1.1: Εκπεμπόμενοι ρύποι καηά ηη καύζη ζε μονάδα αημοπαραγωγής

(mg/MJ ειζαγόμενης θερμόηηηας κασζίμοσ)

35

5.5.1: ΢σζηήμαηα ΢ΗΘ μικρής κλίμακας 52

5.5.2: ΢σζηήμαηα ΢ΗΘ μεγάλης κλίμακας 53

6.3.1.1: Αποζηάζεις ζηηριγμάηων για αγωγούς αερίοσ 62 6.8.1.1: Ελάτιζηες επιηρεπόμενες διαηομές καπναγωγών 77 7.2.1.1: Σετνικά ταρακηηριζηικά 3 διαθορεηικών ζσζκεσών 85 7.2.2.1: Σετνικό ταρακηηριζηικά 4 διαθορεηικών BOILER 86

ΕΤΡΕΣΗΡΙΟ ΢ΥΗΜΑΣΩΝ V

Περιγραθή ΢τημάηων ΢ελίδα

1.2.4.1: Καηώηερη θερμογόνος δύναμη οριζμένων κασζίμων 6 2.2.1: Μεηαβολή ηοσ ζσνηελεζηή ζσμπιεζηόηηηας Κ ζε ζσνάρηηζη με ηην

πίεζη

14 4.1.1: Αναμενόμενη καηανομή καηανάλωζης Φ.Α ζηην Ελλάδα 24 4.3.1: Βαθμός απόδοζης καύζης ζσναρηήζει ηης θερμοκραζίας ηων

κασζαερίων για διαθορεηικές θερμοκραζίες ηοσ αέρα καύζης 30

Δηζαγσγή 1 ________________________________________________________________________

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1 Φσζικό Αέριο-Το καύζιμο ηοσ παρόνηος και ηοσ μέλλονηος

Οη πξψηεο πξνζπάζεηεο εθκεηάιιεπζεο ηνπ Φπζηθνχ Αεξίνπ (Φ.Α) σο ελεξγεηαθή πεγή ρξνλνινγνχληαη απφ ηηο αξρέο ηνπ 20^νπ αηψλα, φηαλ ζηηο ΗΠΑ έγηλαλ νη πξψηεο γεσηξήζεηο θαη θαηαζθεπάζηεθαλ νη πξψηνη ππνηππψδεηο αγσγνί κεηαθνξάο. Όκσο ην παγθφζκην ελεξγεηαθφ ηνπίν κεηεβιήζε ιφγσ ηεο ελεξγεηαθήο θξίζεο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο δεθαεηίαο ηνπ 70’. Η πξνζπάζεηα γηα κείσζε ηεο εμάξηεζεο ηεο νηθνλνκίαο απφ ην πεηξέιαην είρε ζαλ απνηέιεζκα ηελ ηζρπξνπνίεζε ηεο ζέζεο ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ.

Έηζη, θαηά ηελ πεξίνδν 1970-1996 ε θαηαλάισζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ ηξηπιαζηάζηεθε θαη έθηνηε ζπλερίδεη λα απμάλεηαη κε ηαρχ ξπζκφ. ΢ήκεξα, ηα κεγαιχηεξα γλσζηά απνζέκαηα αεξίνπ βξίζθνληαη ζηηο ρψξεο ηεο πξψελ ΢νβηεηηθήο έλσζεο (Ρσζία, ρψξεο ηεο Καζπίαο), ζηε Μέζε Αλαηνιή, ζηηο ΗΠΑ, ζηε Βελεδνπέια, ζηελ Αιγεξία θαη ζηε Νηγεξία. ΢πγθξηηηθά κε ην πεηξέιαην, ππάξρεη πνιχ κεγαιχηεξε επάξθεηα απνζεκάησλ θπζηθνχ αεξίνπ (πεξίπνπ 350*10⁹ m³) θαη ε ηξνθνδνζία ηεο παγθφζκηαο ελεξγεηαθήο αγνξάο είλαη θαηά πνιχ αζθαιέζηεξε. Ωο εθ ηνχηνπ, ε επηινγή ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ σο θχξηαο ελεξγεηαθήο πεγήο απνηειεί παγθφζκηα ζηξαηεγηθή επηινγή.

΢εκαληηθφ ξφιν γηα ηελ απνδνρή ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ δηαδξακάηηζε ε εθηεηακέλε επηβάξπλζε ηνπ πεξηβάιινληνο απφ ηελ θαχζε ησλ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ.

΢ε κηα επνρή φπνπ ηα ζνβαξά πξνβιήκαηα αηκνζθαηξηθήο ξχπαλζεο απαηηνχλ ελεξγεηαθέο επηινγέο πνπ ζπλδπάδνπλ ηελ νηθνλνκηθή αλάπηπμε κε ηελ πεξηβαιινληηθή πξνζηαζία, είλαη ινγηθφ ε δήηεζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ λα απμάλεηαη ηαρχηαηα.

Σν θπζηθφ αέξην, ιφγσ ηεο κνξθήο θαη ηεο ζχζηαζεο ηνπ, ζεσξείηαη έλα θαηεμνρήλ νηθνινγηθφ θαχζηκν. Οη ξχπνη πνπ εθιχνληαη ζην πεξηβάιινλ θαηά ηελ θαχζε ηνπ είλαη ζεκαληηθά κεησκέλνη ζε ζρέζε κε απηνχο πνπ παξάγνληαη απφ ηα άιια ζπκβαηηθά θαχζηκα. Αμίδεη λα ζεκεησζεί φηη ην θπζηθφ αέξην, ελψ παγθνζκίσο ζπκκεηέρεη ζηελ θαηαλάισζε θαπζίκσλ θαηά 22.5%, επζχλεηαη κφλν γηα ην 16% ησλ εθπνκπψλ CO2.

Γηα ηελ παξαγσγή ίζνπ πνζνχ ελέξγεηαο, ην θπζηθφ αέξην εθπέκπεη 30%

ιηγφηεξν CO2 ζε ζρέζε κε ην πεηξέιαην θαη 50% ιηγφηεξν CO2 ζε ζρέζε κε ηνλ

Δηζαγσγή 2 ________________________________________________________________________

άλζξαθα. Σν ζηνηρείν απηφ είλαη ηδηαίηεξα ζεκαληηθφ δεδνκέλνπ φηη ην CO2 είλαη έλαο απφ ηνπο βαζηθνχο παξάγνληεο δεκηνπξγίαο ηνπ Φαηλνκέλνπ ηνπ Θεξκνθεπίνπ.

Όζνλ αθνξά ηνπο άιινπο παξαγφκελνπο ξχπνπο, ην θπζηθφ αέξην εθπέκπεη 2 θνξέο ιηγφηεξν CO θαη 4700 θνξέο ιηγφηεξν SO2 απφ ην καδνχη. ΢ε ζχγθξηζε κε ην ληίδει ε εθπνκπή CO θαη SO2 είλαη κεησκέλε θαηά 2,3 θαη 733 θνξέο αληίζηνηρα.

Δπηπιένλ, ε θαχζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ είλαη θαζαξή, κε απνηέιεζκα ηε κεησκέλε εθπνκπή αηζάιεο θαη αησξνχκελσλ ζσκαηηδίσλ. Ωο νηθνινγηθφ θαχζηκν, ην θπζηθφ αέξην παξνπζηάδεη έλα αθφκε πιενλέθηεκα κηαο θαη ε πςειφηεξε απφδνζε ηεο θαχζεο ηνπ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο κέρξη θαη 30%. Η κεησκέλε εθπνκπή ησλ SOx πεξηνξίδεη ηε δεκηνπξγία ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο φμηλεο βξνρήο, πξνζηαηεχνληαο κε απηφ ηνλ ηξφπν ηα δάζε θαη ηνπο βηφηνπνπο. Σαπηφρξνλα, ιφγσ ηεο ρακειήο εθπνκπήο SO2, επηβξαδχλεηαη ε θνξά αξραίσλ κλεκείσλ.

Σν Φπζηθφ Αέξην θαηά ζπλέπεηα, έρεη αλαδεηρζεί ζην θαηεμνρήλ νηθνινγηθφ θαχζηκo ηνπ 21^νπ αηψλα θαη ε ηζρπξνπνίεζε ηεο ζέζεο ηνπ ζηελ ελεξγεηαθή ζέζε ηεο Διιάδαο ζα πξνσζνχζε νπζηαζηηθά εθείλν ην είδνο αλάπηπμεο πνπ ζπκβαδίδεη κε ηελ πξνζηαζία ηεο θχζεο θαη ηνπ πεξηβάιινληνο. ΢πγθεθξηκέλα ε εηζαγσγή ηνπ Φπζηθνχ Αεξίνπ ζηελ Διιάδα απνθαζίζηεθε απφ ηελ Πνιηηεία ζηα πιαίζηα ηεο πξνζπάζεηαο εθζπγρξνληζκνχ θαη βειηίσζεο ηνπ ελεξγεηαθνχ ηζνδπγίνπ ηεο ρψξαο. Σν θπζηθφ αέξην είλαη κηα ζχγρξνλε θαη απνδνηηθή πεγή ελέξγεηαο, θηιηθή πξνο ην πεξηβάιινλ, πνπ ρξεζηκνπνηείηαη εχθνια θαη κε αζθάιεηα.

Η εηζαγσγή θαη ε αμηνπνίεζε ηνπ Φπζηθνχ Αεξίνπ πξνυπνζέηνπλ ηελ χπαξμε θαηάιιειεο ππνδνκήο, γηα ηε κεηαθνξά, ηελ απνζήθεπζε θαη ηε δηαλνκή ηνπ. Η βαζηθή ππνδνκή ηνπ Διιεληθνχ ΢πζηήκαηνο πεξηιακβάλεη:

 Σνλ θχξην αγσγφ, κήθνπο 511 km, πνπ εθηείλεηαη απφ ηα βφξεηα ζχλνξα κέρξη ηελ Αηηηθή, κε παξάπιεπξνπο θιάδνπο, κήθνπο 400 km.

 Σνλ ηεξκαηηθφ ΢ηαζκφ ηνπ Τγξνπνηεκέλνπ Φπζηθνχ Αεξίνπ (LNG) ζηε λεζίδα Ρεβπζνχζα, ζηνλ θφιπν ησλ Μεγάξσλ.

 Σα Γίθηπα Καηαλνκήο θαη Γηαλνκήο Φπζηθνχ Αεξίνπ ζηηο πφιεηο, ζπλνιηθνχ κήθνπο 6500 km πεξίπνπ.

Η Διιάδα πξνκεζεχεηαη Φπζηθφ Αέξην απφ δπν δηαθνξεηηθέο ρψξεο ηελ Ρσζία θαη ηελ Αιγεξία. Σν Φπζηθφ Αέξην απφ ηελ Ρσζία θζάλεη κέζσ αγσγνχ, ελψ απφ ηελ Αιγεξία κεηαθέξεηαη κε εηδηθά δεμακελφπινηα ζε πγξνπνηεκέλε κνξθή. Οη ζπλνιηθέο

Δηζαγσγή 3 ________________________________________________________________________

πνζφηεηεο ηνπ Φπζηθνχ Αεξίνπ, ζε πιήξε αλάπηπμε ηεο αγνξάο, αλακέλεηαη λα μεπεξάζνπλ ηα 7*10⁹m³ εηεζίσο πεξίπνπ.

1.2 Φαρακηηριζηικά ηοσ Φσζικού Αερίοσ

1.2.1 Υδρογονάνθρακες

Οη πδξνγνλάλζξαθεο είλαη ελψζεηο άλζξαθα θαη πδξνγφλνπ (HC), νη νπνίεο έρνπλ ηελ ηδηφηεηα λα νμεηδψλνληαη ηαρέσο, δειαδή λα θαίγνληαη παξάγνληαο ζεξκφηεηα. Η δεκηνπξγία ηνπο απνδίδεηαη ζε κηα δηαδηθαζία κεηαζρεκαηηζκνχ /απνζχλζεζεο δσηθψλ θαη θπηηθψλ νξγαληθψλ θπηηθψλ πιψλ πνπ είλαη εγθισβηζκέλεο ζε ηδεκαηνγελή πεηξψκαηα.

Σν πέηξσκα απφ ην νπνίν πξνέξρεηαη ν θπζηθφο πδξνγνλάλζξαθαο νλνκάδεηαη

«κεηξηθφ πέηξσκα». ΢ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο ην πέηξσκα απηφ είλαη αξγηιψδνπο θαη ζπαλίσο αζβεζηψδνπο ζχζηαζεο. Οη πδξνγνλάλζξαθεο ηείλνπλ λα κεηαλαζηεχζνπλ απφ ην κεηξηθφ πέηξσκα πξνο ηελ επηθάλεηα, εμαηηίαο ησλ ζεξκηθψλ κεηαβνιψλ θαη ησλ πηέζεσλ νη νπνίεο αλαπηχζζνληαη ζην ππέδαθνο ή εμαηηίαο ηεο δξάζεσο ππνγείσλ πδάησλ θαη ηεθηνληθψλ θαηλνκέλσλ.

Καηά ηελ αλνδηθή ηνπο πνξεία νη πδξνγνλάλζξαθεο ζπλαληνχλ πνξψδε πεηξψκαηα (άκκν, ςακκφιηζν) ηα νπνία απνηεινχλ ηδαληθφ θαηαθχγην ηνπο. Μάιηζηα, πάλσ απφ ηα πεηξψκαηα ππάξρεη έλα κε-δηαπεξαηφ ζηξψκα ιφγνπ ράξε έλα αξγηιψδεο ίδεκα, ην νπνίν εκπνδίδεη ηελ πεξαηηέξσ κεηαθίλεζε, ζπγθξαηψληαο ηνπο κέζα ζην πνξψδεο πέηξσκα. Σν πέηξσκα απηφ νλνκάδεηαη «πέηξσκα απνζήθεπζεο».Σν κε- δηαπεξαηφ ζηξψκα νλνκάδεηαη «πέηξσκα θάιπςεο».

Οη θπζηθνί πδξνγνλάλζξαθεο ηαμηλνκνχληαη σο εμήο:

 Τγξνί: ην αξγφ πεηξέιαην απφ ην νπνίν ιακβάλνληαη κε απφζηαμε ηα πγξά θαχζηκα (πεηξέιαην, καδνχη, βελδίλε, θ.ιπ), ε άζθαιηνο θαη ην πγξνπνηεκέλν Φ.Α (LPG).

 Αέξηνη: ην θπζηθφ αέξην, πνπ απνηειείηαη νπζηαζηηθά απφ κεζάλην (CH4), ην νπνίν θαηά θαλφλα δελ απαηηεί θακηά πξνεγνχκελε επεμεξγαζία

«αλακφξθσζεο»,δηαλέκεηαη ζηα αζηηθά δίθηπα αληηθαζηζηψληαο ην αέξην πφιεο (π.ρ θσηαέξην), πνπ ζπλήζσο παξάγνληαλ απφ νξπθηφ άλζξαθα, ιηγλίηε, ηχξθε, ή απφ θαπζφμπια.

Δηζαγσγή 4 ________________________________________________________________________

 ΢ηεξενί: ππάξρνπλ θαη νξηζκέλνη ζηεξενί θπζηθνί πδξνγνλάλζξαθεο, νη νπνίνη εληνχηνηο δε ζα καο απαζρνιήζνπλ ιφγσ ηνπ φηη ε ρξεζηκνπνίεζε ηνπο δε ζρεηίδεηαη κε ηνπο αέξηνπο πδξνγνλάλζξαθεο.

1.2.2 Φσζικό αέριο- μεθάνιο

Σν θπζηθφ αέξην ζπρλά νλνκάδεηαη ιφγσ ζπληνκίαο κεζάλην, επεηδή ν πδξνγνλάλζξαθαο απηφο απνηειεί ην θχξην ζπζηαηηθφ ηνπ. Η εθαηνζηηαία πεξηεθηηθφηεηα ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ ηφζν ζε κεζάλην φζν ζηα ππφινηπα ζπζηαηηθά πνηθίιιεη απφ θνίηαζκα ζε θνίηαζκα αιιά ηα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ πνπ εηζάγεηαη ζηελ Διιάδα βξίζθνληαη εληφο ησλ νξίσλ αλνρήο θαη δελ δεκηνπξγνχλ θαλέλα πξφβιεκα ζηελ θαηαλάισζε.

Σν θπζηθφ αέξην είλαη έλσζε άρξσκε, άνζκε θαη κε-ηνμηθή. Υάξε ζηε θαζαξφηεηα ηνπ, ε θαχζε ηνπ παξάγεη νπζηαζηηθά κφλν πδξαηκνχο θαη CO2 θαη άξα απνηειεί κεηαμχ ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ (πδξνγνλάλζξαθεο θαη άλζξαθαο), ηελ θαζαξφηεξε θαη ιηγφηεξν ξππνγφλν πξσηνγελή πεγή ελέξγεηαο πνπ είλαη ζήκεξα δηαζέζηκε.

1.2.3 Φημικές ιδιόηηηες ηοσ θσζικού αερίοσ

Οη ρεκηθέο ηδηφηεηεο ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ πξνζδηνξίδνληαη κε ηε κέζνδν ηεο ρξσκαηνγξαθηθήο αλάιπζεο, ε νπνία επηηξέπεη ηνλ θαζνξηζκφ ηεο ζχλζεζεο ηνπ. Σν θπζηθφ αέξην πνπ δηαλέκεηαη ζηελ Διιάδα έρεη ειάρηζηε πεξηεθηηθφηεηα ζε κεζάλην (CH4), 85%. Σα ινηπά ζπζηαηηθά ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ είλαη ην αηζάλην (C2H6), ην πξνπάλην (C3H8), ην βνπηάλην (C4H10), ην πεληάλην (C5H12), ην άδσην (Ν2), ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO2), θ.ιπ.

Σν θπζηθφ αέξην απνηειεί κίγκα θνξεζκέλσλ αιεηθαηηθψλ πδξνγνλαλζξάθσλ, δειαδή ησλ θνηλψο νλνκαδφκελσλ παξαθηλψλ. Κνξεζκέλνη είλαη νη πδξνγνλάλζξαθεο εθείλνη φπνπ ην θάζε άηνκν ηνπ άλζξαθα (C), ν νπνίνο είλαη ηεηξαζζελέο ζηνηρείν, ζπλδέεηαη κε 4 άιια άηνκα (C θαη / ή H2). Οη θνξεζκέλνη πδξνγνλάλζξαθεο έρνπλ ηνλ γεληθφ ρεκηθφ ηχπν CλΗ2λ+2. Σν πξψην κέινο απηήο ηεο ζεηξάο πδξνγνλαλζξάθσλ είλαη ην κεζάλην(CH4). Αθνινπζνχλ κε αχμνπζα ηηκή ηνπ λ, ην αηζάλην (C2H6), ην πξνπάλην (C3H8) θ.ιπ.

΢ηνπο πδξνγνλάλζξαθεο (παξαθίλεο) κε αξηζκφ αηφκσλ άλζξαθα C κεγαιχηεξν ή θαη ίζν ηνπ 4 εκθαλίδεηαη ην θαηλφκελν ηεο ηζνκέξεηαο δειαδή ελψζεηο πνπ έρνπλ

Δηζαγσγή 5 ________________________________________________________________________

ηνλ ίδην κνξηαθφ ηχπν αιιά δηαθνξεηηθή δνκή. Όζν απμάλεη ε ηηκή ηνπ λ ηφζν απμάλεη αξηζκφο ησλ ηζνκεξψλ.

1.2.4 Φσζικές ιδιόηηηες ηοσ θσζικού αερίοσ

Οη θπζηθέο ηδηφηεηεο ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ εμαξηψληαη απφ ηε ζχζηαζε ηνπ θαη απφ ηελ πεξηεθηηθφηεηα ηνπ ζηηο ζπζηαηηθέο ηνπ ρεκηθέο ελψζεηο. Οη ηδηφηεηεο απηέο πξνζδηνξίδνληαη κε καζεκαηηθνχο ππνινγηζκνχο πνπ βαζίδνληαη ζηε ζχλζεζε ηνπ ή πεηξακαηηθά κε εξγαζηεξηαθέο αλαιχζεηο.

 Μέηρηζη ηοσ όγκοσ

O φγθνο ηνπ αεξίνπ κπνξεί λα κεηξεζεί ππφ δηάθνξεο ζπλζήθεο πίεζεο θαη ζεξκνθξαζίαο, αιιά αλάγεηαη πάληνηε ζε πξνηππεο ηηκέο γηα ηε δηεπθφιπλζε ησλ νηθνλνκηθψλ ππνινγηζκψλ. Δηδηθφηεξα, γηα ην θπζηθφ αέξην ρξεζηκνπνηνχληαη θαηά θαλφλα δπν δηαθνξεηηθέο κνλάδεο κέηξεζεο ηνπ νγθνπ:

 ην Καλνληθφ θπβηθφ κέηξν (Nm³), είλαη ε κνλάδα ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ ππφ ζπλζήθεο 0⁰C θαη 1013mbar.

 ην Πξφηππν θπβηθφ κέηξν (Stm³), είλαη ε κνλάδα φγθνπ ηνπ αεξίνπ ππφ ζπλζήθεο 15⁰C θαη 1013mbar.

 Θερμογόνος δύναμη

Η ζεξκνγφλνο δχλακε (αλψηεξε θαη θαηψηεξε) κπνξεί λα ππνινγηζζεί ζεσξεηηθά εθφζνλ είλαη γλσζηή ε ζχλζεζε ηνπ εμεηαδφκελνπ αεξίνπ. Η κέηξεζε ηεο αλψηεξεο θαη θαηψηεξεο ζεξκνγφλνπ δχλακεο κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί θαη ζην εξγαζηήξην κε ηε βνήζεηα εηδηθψλ νξγάλσλ ηα νπνία νλνκάδνληαη «ζεξκηδφκεηξα» θαη κεηξνχλ ηε ζεξκφηεηα πνπ κεηαβηβάδεηαη ζε έλαλ αγσγφ ζεξκφηεηαο (ζηελ πξνθεηκέλε πεξίπησζε ζην λεξφ) απφ ηε θαχζε ηεο κνλάδαο φγθνπ ελφο αεξίνπ.

Απνηειεί ηελ πνζφηεηα ηεο ζεξκφηεηαο πνπ εθιχεηαη θαηά ηελ ηέιεηα θαχζε ππφ ζηαζεξή πίεζε ελφο m³ αεξίνπ φηαλ ηα πξντφληα ηεο θαχζεο αλαρζνχλ ζηελ αξρηθή ζεξκνθξαζία. Δηδηθφηεξα, δηαθξίλνληαη δπν ηχπνη ζεξκνγφλνπ δχλακεο:

Δηζαγσγή 6 ________________________________________________________________________

 Ανώηερη θερμογόνος δύναμη (Ηο)

Η Α.Θ.Γ. είλαη ε ελέξγεηα αλά κνλάδα κάδαο θαπζίκνπ, πνπ απειεπζεξψλεηαη θαηά ηελ πιήξε θαχζε ηνπ, φηαλ ε ζεξκνθξαζία ησλ θαπζαεξίσλ πνπ παξάγνληαη θζάζεη ζηνπο 25^C θαη νη παξαγφκελνη πδξαηκνί πγξνπνηεζνχλ απειεπζεξψλνληαο έηζη ηε ζεξκφηεηα ζπκπχθλσζήο ηνπο. Μνλάδα κέηξεζήο ηεο είλαη: J/Nm³

 Καηώηερη θερμογόνος δύναμη (Hu)

Η Κ.Θ.Γ. είλαη ε ελέξγεηα αλά κνλάδα κάδαο ηνπ θαπζίκνπ, πνπ εθιχεηαη κεηά απφ πιήξε θαχζε κε ηελ ππνζεηηθή πξνυπφζεζε, φηη ηα θαπζαέξηα θζάλνπλ ζηνπο

C

25 αιιά νη πδξαηκνί δελ πγξνπνηνχληαη θξαηψληαο έηζη δεζκεπκέλε ηελ ελέξγεηα ζπκπχθλσζήο ηνπο. Γη’ απηφ είλαη: Κ.Θ.Γ.<Α.Θ.Γ.

Σχήμα 1.2.4.1: Καηψηεξε ζεξκνγφλνο δχλακε νξηζκέλσλ θαπζίκσλ

Δηζαγσγή 7 ________________________________________________________________________

1.3 Διάκριζη αερίων

Όια ηα αέξηα είλαη κίγκαηα θαπζίκσλ θαη αδξαλψλ (κε θαπζίκσλ) αεξίσλ. Απφ παιηφηεξα ηα δηαθξίλακε, είηε φζνλ αθνξά ηελ πξνέιεπζή ηνπο, είηε φζνλ αθνξά ηελ ζθνπνχκελε ρξήζε ηνπο, είηε φζνλ αθνξά ηηο ηδηφηεηεο ηνπο. Παιηφηεξα ην DIN1340(9.75) πξφηεηλε δηάθξηζε κε βάζε ηελ πεξηνρή, πνπ βξίζθεηαη ε αλψηεξε ζεξκνγφλνο δχλακε ηνπο, φπσο θαίλεηαη θαη ζηνλ Πίλαθα 1.3.1.

Τπήξραλ φκσο θαη άιιεο δηαθξίζεηο φπσο:

 πησρά ή αζζελή αέξηα κε Ην9 MJ/m³=2150 kcal/m³

 κέζα αέξηα κε Hν=9 MJ/m³=2150 kcal/m³ έσο 3600 kcal/m³

 ηζρπξά αέξηα κε Ho=15MJ/m³=3600 kcal/m³ έσο 5500 kcal/m³

 πινχζηα αέξηα κε Ho=23MJ/m³=5500kcal/m³

Οκάδα

Αλψηεξε ζεξκνγφλνο δχλακε

Κχξηα

ζπζηαηηθά Παξαδείγκαηα kcal/m³ MJ/m³

1 2400 10 Ν₂,CO, H₂ Αέξην

πςηθακίλσλ

2 2400-

7150 10-30 CO,H2,CH4,N2 Αέξην πφιεσο

3 7150-

14300 30-60 CH₄,Cn,H_m Φπζηθφ αέξην

4 14300 60 CnHm Πξνπάλην

Πίνακας 1.3.1: Γηάθξηζε αεξίσλ

Μηα ηέηνηα δηάθξηζε καο δίλεη ηελ εηθφλα γηα ηελ πεξηεθηηθφηεηα ζε Η2 θαη ηελ ππθλφηεηα. Η δηάθξηζε κε βάζε ηελ πξνέιεπζε, φπσο π.ρ αεξίνπ πςηθακίλνπ, πδαηαέξην δελ δίλεη ζαθή εηθφλα, φζνλ αθνξά ηα ραξαθηεξηζηηθά πνπ έρνπλ ελδηαθέξνλ γηα ηελ ρξήζε αεξίσλ.

΢ήκεξα δηαθξίλνπκε ηα αέξηα ζε ηξεηο νηθνγέλεηεο, θαηά θάπνην ηξφπν ζπλδένπλ ηελ πξνέιεπζε κε ηηο ηδηφηεηεο, πνπ ελδηαθέξνπλ ζηε ρξήζε. Καηά ηνλ

Δηζαγσγή 8 ________________________________________________________________________

DVGW-Arbeitsbatt G260 (DVGW είλαη ν γεξκαληθφο ζχλδεζκνο γηα αέξηα θαη χδαηα) ηα αέξηα δηαθξίλνληαη ζε ηξεηο νηθνγέλεηεο θαη θαηά πεξίπησζε ζε δπν νκάδεο, φπσο θαίλεηαη ζηνλ πίλαθα 1.3.2.

΢ην ζεκείν απηφ πξέπεη λα ζεκεηψζνπκε φξνπο θαη ζπκβνιηζκνχο πνπ έρνπλ επηβιεζεί δηεζλψο. Σέηνηνη είλαη:

 Cryogenetics=αέξηα πνπ πγξνπνηνχληαη ζε ζεξκνθξαζίεο κηθξφηεξεο ησλ 150^νC.

 L.N.G. (Liquified natural gas)=πγξνπνηεκέλν δηα ςχμεσο θπζηθφ αέξην.

 L.P.G. (Liquified petroleum gas)=πγξνπνηεκέλν πεηξειατθφ αέξην, φπσο βνπηάλην ή πξνπάλην.

 S.N.G. (Substitute (or synthetic) natural gas)=ππνθαηάζηαην ή ζπλζεηηθφ αέξην.

Οηθνγέλεηα ΢χκβνιν Δίδνο αεξίνπ Οκάδα

1 S Αέξην

πφιεσο, ηειαέξην

Α: Αέξην πφιεσο Β: Αέξην θνθεξίαο

ηειαέξην

2 N Φπζηθφ Αέξην L: πησρφ Φ.Α

H: πινχζην Φ.Α

3 F Τγξαέξην -Πξνπάλην, βνπηάλην

-κίγκαηα απηψλ Πίνακας 1.3.2: Οηθνγέλεηεο αεξίσλ

Δπίζεο πξέπεη λα ζεκεηψζνπκε φηη νη δηάθνξνη θαλνληζκνί πξνηείλνπλ φξηα γηα ηηο δηάθνξεο πξνζκίμεηο, πνπ ζπλνδεχνπλ ηα αέξην π.ρ. γηα ην ζπλνιηθφ πνζνζηφ S έρνπλ ηεζεί φξηα γηα κελ ηελ πξψηε νηθνγέλεηα ηα 200 mg/m³, γηα δε ηε δεχηεξε ηα 150 mg/m³, ελψ θαη γηα ηηο δπν νηθνγέλεηεο ε πεξηεθηηθφηεηα ζε O2 δελ επηηξέπεηαη λα ππεξβαίλεη ην 3% θαη’νγθν. Αληίζηνηρα φξηα ηίζνληαη θαη γηα άιιεο πξνζκίμεηο, φπσο γηα ηνπο πδξαηκνχο, ηελ γιπθφδε, ην κνλνμείδην ηνπ άλζξαθα, ηα νμείδηα ηνπ αδψηνπ, ηελ ακκσλία, ην πδξνθπάλην θ.ν.θ.

Πεξηζζφηεξα ζηνηρεία γηα ηηο δπν πξψηεο νηθνγέλεηεο (1 θαη 2) καο δίλεη ν Πίλαθαο 1.3.3, πνπ πεξηιακβάλεη θαη ζηνηρεία γηα κίγκαηα πδξνγνλαλζξάθσλ θαη αέξα (θπξίσο πγξαεξίνπ θαη αέξα θαη θπζηθνχ αεξηνχ θαη αέξα). Δπίζεο ζηνλ Πίλαθα 1.3.4 πεξηιακβάλνληαη ζηνηρεία γηα ηελ νηθνγέλεηα 3. ζπλήζσο ηα κίγκαηα απνηεινχληαη απφ 70-90% θ.ν. C3H8 θαη 10-30% θ.ν. C4H10. ΢ε ρακειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο ην C4H10

δπζρεξαίλεη ηελ εμάηκηζε, γη’απηφ πξέπεη λα πξνζκηγλχεηαη ζε κηθξέο αλαινγίεο.

Δηζαγσγή 9 ________________________________________________________________________

Υαξαθη.

Αξ. Μνλάδα

1^ε Οηθνγέλεηα (S) 2^ε Οηθνγέλεηα

(N)

Μίγκαηα αέξα

Α Β L H

Τγξαέξην θαη αέξαο

Φπζηθφ αέξην θαη

αέξαο

Wo,n

Κχξηα

Πεξηνρή MJ/m_n³

23,86 έσο 27,21

27,21 έσο 31,82

41,87 έσο 47,73

47,73 έσο

55,68 * *

΢πλνιηθή

πεξηνρή MJ/m_n³

22,61 έσο 28,05

26,38 έσο 33,08

41,03 έσο 48,57

46,89 έσο 56,52

24,49 έσο

25,12 25,12 Δπηηξ.ηνπ.

δηαθχκαλζε MJ/mn3

± 1,25 ± 1,25 ± 2,09

±

2,09 * ± 0,42

Ην,n

Κχξηα

Πεξηνρή MJ/mn3

17,58 19,68 31,82 έσο

47,31 * *

΢πλνιηθή

πεξηνρή MJ/m_n³

16,75 έσο 19,68

18,00 έσο

20,93 * 27,00

21,77 έσο 23,03 Δπηηξ.ηνπ.

δηαθχκαλζε MJ/mn3 +0,84 έσο -0,42 * ±0,84 * d ΢ρεηηθή

ππθλφηεηα _ 0,4…0,6 0,35…0,55 0,55…0,70 1,15…1,22 0,75..0,85 pe Πίεζε ζηελ

ζπζθεπή mbar ≥7,5 ≥18 12..18 ≥7,5

H₂^b

Πεξηεθηηθ.

ζε

Τδξνγφλν. % 40…60 45…67

* * *

Δπηηξ.

ηνπ.

δηαθχκαλζε % ±5 ±5 * * *

* Δεν αναφέρεται

Πίνακας 1.3.3: ΢ηνηρεία γηα ηηο νηθνγέλεηεο 1 θαη 2 θαη κίγκαηα πδξνγνλαλζξάθσλ θαη αέξηα θαηά DVGW-G260 (1.73)

Δίδνο αεξίνπ ΢χκβνιν Κχξηα ζπζηαηηθά θαηά DIN 51622 (11,73) Πξνπάλην C₃H₈ 95% θαηά κάδα (C3H₈+C₃H₆) πεξηζζφηεξν C3H₈

Βνπηάλην C₄H₁₀ 95% θαηά κάδα (C4H10+C4H8) πεξηζζφηεξν C₄H₁₀

Μίγκαηα

απηψλ C₃H₈+C₄H₁₀ Max 60% θαηά κάδα πδξνγνλάλζξαθεο C₄H₁₀ Πίεζε πξν ησλ ζπζθεπψλ pe=50mbar

Πίνακας 1.3.4: ΢ηνηρεία γηα ηελ νηθνγέλεηα 3 θαηά DVGW-G260 (1.73)

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 10 ________________________________________________________________________

2. ΙΔΙΟΣΗΣΕ΢ ΑΕΡΙΩΝ

2.1 Κανονικά μεγέθη

2.1.1 Κανονική καηάζηαζη

Γηα λα κελ ππάξρνπλ παξαλνήζεηο ζπκθωλήζεθε λα ππάξρεη θάπνηα θαλνληθή θαηάζηαζε ζηελ νπνία ζα αλαθέξνληαη όινη. Απηή είλαη ζεξκνθξαζία 0^νC (273,15 Κ) θαη απόιπηε πίεζε 1,01325 bar. Δθεί αλάγνληαη νη πνζόηεηεο θαη ηα ελ γέλεη ραξαθηεξηζηηθά ηωλ αεξίωλ. ΢ε νξηζκέλεο κόλν ρώξεο αληί ηωλ 0^νC πξνηηκνύλ αθόκε ηνπο 15^νC (288,15 Κ), ελώ ζε εηδηθέο πεξηπηώζεηο όπνπ ππάξρνπλ ρεκηθέο αληηδξάζεηο ρξεζηκνπνηείηαη ζαλ ρεκηθή θαηάζηαζε αλαγωγήο νη 25^νC θαη 1,01325 bar.

2.1.2 Μοριακή μάζα

Γηα ηελ κέηξεζε ηεο πνζόηεηαο κηαο ύιεο ζπλεζίδεηαη λα ρξεζηκνπνηείηαη ε κάδα m. Θα κπνξνύζαλ βέβαηα λα ρξεζηκνπνηεζνύλ θαη άιια κεγέζε. ΢ηα αέξηα θαη ζην S.I ζα κπνξνύζε λα εηζαρζεί ε κέηξεζε ηεο πνζόηεηαο ύιεο n θαη λα θαζνξηζηεί ζαλ πνζόηεηα κνξίωλ πνπ έρεη θαζνξηζηεί από ηελ ζηαζεξά ηνπ Loschmindt.

ΝΑ= 6,0022*10²⁶ kmol^-1

H κάδα πνπ πεξηέρεηαη ζε 1 kmol είλαη ε κνξηαθή κάδα Μ.

2.1.3 Μοριακός όγκος

΢ηα αέξηα πνιύ ζπρλά ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηνλ πξνζδηνξηζκό ηωλ πνζνηήηωλ ν θαλνληθόο όγθνο V_n. Πξόθεηηαη γηα ηνλ όγθν πνπ έρεη έλα αέξην ζηελ θαλνληθή ηνπ θαηάζηαζε. Καηά ην λόκν ηνπ Αvogadro ζε όια ηα ηδαληθά αέξηα, ζε ίζνπο όγθνπο ππό ηηο ίδηεο ζπλζήθεο πίεζεο θαη ζεξκνθξαζίαο, πεξηέρεηαη ν ίδηνο αξηζκόο κνξίωλ. Έηζη 1 kmol νπνηνπδήπνηε ηδαληθνύ αεξίνπ ζα έρεη γηα ηηο ίδηεο ζπλζήθεο πίεζεο θαη ζεξκνθξαζίαο ηνλ ίδην όγθν, πνπ ιέγεηαη κνξηαθόο όγθνο Vm. Γηα ηελ θαλνληθή θπζηθή θαηάζηαζε πξνθύπηεη ν κνξηαθόο θαλνληθόο όγθνο Vmn.

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 11 ________________________________________________________________________

V_mn=22,4138 m³/kmol22,4 m³/kmol (2.1) Γηα ηα πξαγκαηηθά αέξηα ππάξρεη κηα θάπνηα απνκάθξπλζε, όπωο

kmol m

H

V_mn( ₂)22,43 ³/ , V_mn(CH₄)22,36m³/kmol (2.2) Ζ κάδα m, ε πνζόηεηα ηεο ύιεο n θαη ν θαλνληθόο όγθνο Vn ζπλδένληαη κε ηηο εμήο ζρέζεηο:

M n

m  (2.3)

mn

n n V

V  * (2.4)

n

n V

m  (2.5) όπνπ_nε ππθλόηεηα ηνπ αεξίνπ ζηελ θαλνληθή ηνπ θαηάζηαζε, ζε kg/m³.

2.1.4 Πσκνόηηηα και ειδικός όγκος

Από ηηο ζρ.(2.3), ζρ.(2.4) θαη ζρ.(2.5) έρνπκε:

mn mn n

n V

M V

n V

m 





 

 

 (2.6)

ε νπνία καο επηηξέπεη λα ππνινγίζνπκε ηελ ππθλόηεηα ζηελ θαλνληθή θαηάζηαζε από ηελ κνξηαθή κάδα Μ. Πξνθαλώο γηα ηνλ αληίζηξνθν αξηζκό ηεο, δειαδή ηνλ κνξηαθό όγθν un, ηζρύεη:

M u V^mn

n

n  



1 (2.7)

Ζ ππθλόηεηα ξκ ελόο κίγκαηνο αεξίωλ 1,2,3,… πνπ θάζε έλα από απηά έρεη κεξηθή ππθλόηεηα ξ1, ξ2, ξ3 ….θαη ζπκκεηέρνπλ θαη’νγθν κε ηα πνζνζηά r1, r2, r3,….

ππνινγίδεηαη από ηε ζρ.(2.8):

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 12 ________________________________________________________________________

i

ri

r r

r    

_  ₁ ₁ ₂ ₂  ₃ ₃....  (2.8)

2.1.5 Απόλσηη πίεζη

΢πλήζωο ζηα αέξηα, ηελ ππεξπίεζε ηνπο Ρκαλ ηε κεηξάκε κε καλόκεηξα ή πηεζόκεηξα, ωο πξνο ηελ επηθξαηνύζα αηκνζθαηξηθή πίεζε Ραηκ.. Σόηε ε απόιπηε πίεζε ηνπο Ραπ πνπ ππεηζέξρεηαη ζηνπο ππνινγηζκνύο θαηαζηάζεωο είλαη:





 P P

P   (2.9)

2.2 Ιδανικά και πραγμαηικά αέρια

Ηδαληθό ζεωξείηαη έλα αέξην πνπ αθνινπζεί επαθξηβώο ζε όιεο ηηο πηέζεηο ηελ ζεξκηθή θαηαζηαηηθή εμίζωζε.

T R u

P   (2.10) όπνπ:

P=ε απόιπηε πίεζε, ζε bar

u=o αληίζηνηρνο εηδηθόο όγθνο καδαο 1 kg, ζε m³/kg R=ε ζηαζεξά ηνπ αεξίνπ ίζε κε R8.314kJ/kmolK T =ε ζεξκνθξαζία, ζε K

Ζ ζεξκηθή θαηαζηαηηθή εμίζωζε γηα κάδα m παίξλεη ηε κνξθή T

R m V

P    (2.11) όπνπV ν αληίζηνηρνο πξνο ηελ κάδα m όγθνο ίζνο κε V mu ζε m³

Γηα κάδα Μ ελόο kmol παίξλεη ηε κνξθή T

R M V

P _m   ₀ (2.12)

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 13 ________________________________________________________________________

όπνπR₀ε γεληθή ζηαζεξά ηωλ αεξίωλ ίζε κε :R₀ MR8.314kJ/kmolK (2.13) Γηα ηα πξαγκαηηθά αέξηα εηζέξρεηαη ζηελ ζεξκηθή θαηαζηαηηθή εμίζωζε έλαο ζπληειεζηήο Ε (γλωζηόο θαη ωο ζπληειεζηήο ζπκπηεζηόηεηαο), ν νπνίνο καο δίλεη ηελ απόθιηζε ηωλ αέξηωλ πδξνγνλαλζξάθωλ από απηή ηωλ ηδαληθώλ αεξίωλ. Έηζη ε θαηαζηαηηθή εμίζωζε γηα ηα πξαγκαηηθά αέξηα έρεη ηελ κνξθή:

T R Z u

P ^r    (2.14) όπνπ r είλαη εθζέηεο πνπ αλαθέξεηαη ζηα πξαγκαηηθά αέξηα θαη εθθξάδεη ην πνζνζηό ζπκκεηνρήο ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ αεξίνπ ζηνλ ελ ιόγω πδξνγνλάλζξαθα.

Δλώ γηα ηα ηδαληθά αέξηα ηζρύεη Ε=1, γηα ηα πξαγκαηηθά αέξηα πξνθύπηεη έπεηηα από πνιύπινθνπο ππνινγηζκνύο κε βάζε ηνλ ζπληειεζηή virial.

...

) ( ) ( )

1 (  ₂  ₃ 

 v

T D v

T C v

T

z B (2.15)

ε ηηκή ηνπ ζπληειεζηή Ε είλαη ζπλάξηεζε ηεο πίεζεο θαη ηεο ζεξκνθξαζίαο. Γηα ηελ θαλνληθή θαηάζηαζε θαη γηα 1 kg αεξίνπ ηζρύεη

n r n r n

n u Z R T

P  _,    (2.16) ελώ γηα 1 γξακκνκόξην (mol)

n n

r n m

n V Z R T

P  _{, ,}   ₀ (2.16.α) Δάλ ηώξα αλάγνπκε ηνλ ζπληειεζηή Z κηαο ηπραίαο θπζηθήο θαηάζηαζεο ζηνλ ζπληειεζηή Z_n ηεο θαλνληθήο θαηάζηαζεο παίξλνπκε ηνλ ζπληειεζηή ζπκπηεζηόηεηαο Κ.

T P

T P

T u P

T u P Z K Z

r n

n r n r

n n

n r

n  



 







 

 

 _,

,

(2.17)

όπνπ:

K=ν αξηζκόο ζπκπηεζηόηεηαο ηνπ αεξίνπ

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 14 ________________________________________________________________________

r=ε ππθλόηεηα ζηε ζεωξνύκελε θαηάζηαζε ζε kg/m³

r

n, =ε ππθλόηεηα ζηελ θαλνληθή θαηάζηαζε ηνπ πξαγκαηηθνύ αεξίνπ ζε kg/m³ Λύλνληαο ωο πξνο _r ε ππθλόηεηα ηνπ πξαγκαηηθνύ αεξίνπ πξνθύπηεη:

r n o

n

r T K

T P

P

,

1 

     (2.17.α)

΢εκεηώλεηαη όηη ζηελ θαλνληθή θαηάζηαζε είλαη θαη γηα ην πξαγκαηηθό αέξην Κn=1, όπωο θαη γηα ην ηδαληθό αέξην Κ=1 γηα νπνηαδήπνηε θαηάζηαζε. Δπίζεο, όηη ν Κ κπνξεί λα έρεη ηηκέο >1 ή <1 όπωο θαίλεηαη ζην ΢ρήκα 2.2.1 γηα δηάθνξα αέξηα. Απηέο πξνζδηνξίδνληαη κε εηδηθέο θαηά πεξίπηωζε αεξίνπ κεηξήζεηο.

Σχήμα 2.2.1: Μεηαβνιή ηνπ ζπληειεζηή ζπκπηεζηόηεηαο Κ ζε ζπλάξηεζε κε ηελ πίεζε

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 15 ________________________________________________________________________

Γηα πξόρεηξνπο ππνινγηζκνύο δηθηύωλ κεηαθνξάο πνπ ην αέξην ζηνπο ππόγεηνπο αγωγνύο έρεη ζεξκνθξαζία ηεο ηάμεωο ηωλ 12 ^νC θαη γηα πηέζεηο κέρξη 70 bar κπνξνύκε λα ρξεζηκνπνηήζνπκε ηηκέο πνπ πξνθύπηνπλ κε ηα δεδνκέλα Gerbe:

 Γηα ην θπζηθό αέξην

bar K P^abs

1450

 (2.18)

 Γηα αέξην πόιεο

bar

K P^abs

16200

 (2.18.α)

Δηδηθά γηα ην ξωζηθό αέξην ε ηηκή ηνπ ζπληειεζηή ζπκπηεζηόηεηαο Κ θαίλεηαη ζηνλ Πίλαθα 2.2.1.

P (bar) Κ P (bar) Κ P (bar) Κ

1 0,9995 30 0,9386 70 0,8546

5 0,9911 35 0,9281 80 0,8296

10 0,9806 40 0,9176 90 0,8046

15 0,9701 45 0,9071 100 0,7826

20 0,9596 50 0,8966

25 0,9491 60 0,8756

Πίνακας 2.2.1: ΢πληειεζηήο ζπκπηεζηόηεηαο Κ ξωζηθνύ αεξίνπ

Οη κεηξήζεηο απηέο νδεγνύλ ζε κηα ζρέζε πνπ επαιεζεύεηαη κέρξη 70 bar πίεζε.

0016 476 ,

1 P^abs

K   (2.18.β)

Γηα ηελ πίεζε ιεηηνπξγίαο P_G, επεηδή ε αλαθνξά γίλεηαη ζην μεξό αέξην, πξέπεη λα αλαθέξεηαη ε κεξηθή πίεζε πνπ αληηζηνηρεί ζηνπο πδξαηκνύο. Δίλαη δειαδή:

S atm

G P P P

P   _ (2.19)

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 16 ________________________________________________________________________

όπνπ:

PG= ε πίεζε ιεηηνπξγίαο ζε bar Patm= ε αηκνζθαηξηθή πίεζε ζε bar

P = ε κεηξνύκελε καλνκεηξηθή πίεζε ζε bar

PS= ε κεξηθή πίεζε ηωλ θνξεζκέλωλ πδξαηκώλ ζηελ επηθξαηνύζα ζεξκνθξαζία ζε bar

= ε ζρεηηθή πγξαζία Δπίζεο:

s D S D

P P



   (2.20)

θαηά ηα ινηπά ηζρύνπλ ηα ηζρύνληα γηα ηνλ μεξό θαη ηνλ πγξό αέξα.

2.3 Ο Δείκηης WOBBE

Ο δείθηεο WOBBE W ζπλδέεηαη κε ηελ ζεξκνγόλν δύλακε ηνπ αεξίνπ θαη δηαθνξνπνηείηαη ζε αλώηεξν Wo θαη θαηώηεξν W_u, ζε αληηζηνηρία κε ηε ΑΘΓ θαη ΚΘΓ θαη είλαη έλα κέηξν γηα ηελ εηζξνή ελέξγεηαο ζε θαπζηήξεο, νη νπνίνη είλαη θαη’ εμνρήλ εμαξηήκαηα κεηαηξνπήο ηεο ρεκηθήο ελέξγεηαο ζε ζεξκηθή. Έρεη ηδηαίηεξε βαξύηεηα γηα ηελ ελαιιαμηκόηεηα ηωλ αεξίωλ ζηηο ζπζθεπέο θαύζεο.

Ο δείθηεο WOBBE ηζνύηαη κε ηνλ ιόγν:

air

B V

W / (2.21) όπνπ:

ΦΒ=ε ¨ξνή ελέξγεηαο¨ πνπ εμέξρεηαη από ην αθξνθύζην ελόο θαπζηήξα θαη εθθξάδεηαη κε ηελ παξνρή όγθνπ ηνπ αεξίνπ VB



θαη κε ηελ αλώηεξε ζεξκνγόλν δύλακε ηνπ ΖoΒ ή ηελ αληίζηνηρε θαηώηεξε Ζ_uΒ, ωο εμήο

B HOB

V *



 

 (2.22) ε νπνία κεηξηέηαη ζε W

s J m

J s

m³ ₃  

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 17 ________________________________________________________________________

uB

u V*H



 

 (2.23) θαη ν όξνο V_air εθθξάδεη ηελ παξνρή όγθνπ ηνπ αέξα ε νπνία ππό ηαπηόζεκεο θπζηθέο ζπλζήθεο, πνπ επηθξαηνύλ γηα ην αέξην, ζα έβγαηλε από ην ζηόκην ηνπ θαπζηήξα.

Ο δείθηεο WOBBE αλάγεηαη θαηά θαλόλα ζηελ κνλάδα θαλνληθνύ όγθνπ θαη έρεη ηηο ίδηεο κνλάδεο κε ηελ ζεξκνγόλν δύλακε, δειαδή J/m³ (ή J/kg):

 Αλώηεξνο δείθηεο WOBBE,

d W_on  H^on

 Καηώηεξνο δείθηεο WOBBE,

d W_un  H^un

Σν κέγεζνο Φ είλαη ε ¨ξνή ελέξγεηαο¨ ζην θαπζηήξα κεηξνύκελε ζε Watt. ΢ε πεξίπηωζε ππνθαηάζηαζεο ελόο αεξίνπ 1 κε αέξην 2 ζηελ ίδηα εζηία ε ηζρύο ηνπ θαπζηήξα κεηαβάιιεηαη αλάινγα κε ην δείθηε WOBBE ζηελ αλαινγία:

1 on

2 on 1

2

W

 W







 (2.24)

θαη αληίζηνηρα γηα ηελ Κ.Θ.Γ. Ζ αλαινγία απηή δείρλεη ηε ζεκαζία ηνπ δείθηε W ζε ζρέζε κε ηελ απόδνζε ηνπ θαπζηήξα όηαλ αιιάδεη ε πνηόηεηα, δειαδή ε ΘΓ, ηνπ αεξίνπ.

Ζ πίεζε ιεηηνπξγίαο P_e ελδέρεηαη λα κεηαβάιιεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ιεηηνπξγίαο ηνπ θαπζηήξα, νπόηε αληίζηνηρα; Αιιάδεη ν δείθηεο WOBBE. Γηα ηέηνηεο πεξηπηώζεηο νξίδεηαη ν ¨δηεπξπκέλνο δείθηεο¨:

d H p W p

W_{e o n} _e  _{o n} _{o n} ^e (2.25)

θαη αληίζηνηρα γηα ηελ Κ.Θ.Γ., όπνπ dε αδηάζηαηε ζρεηηθή ππθλόηεηα ηνπ αεξίνπ, δειαδή ν ιόγνο ηεο απόιπηεο ππθλόηεηαο ηνπ αεξίνπ πξνο απηή ηνπ αέξα (ππό Κ.΢).

Ζ κεηαβνιή ηεο πίεζεο ιεηηνπξγίαο pe είλαη ζπλήζωο πεξηνξηζκέλε θαη κπνξεί π.ρ. λα είλαη αλαγθαία, αλ αιιάδεη ε ζύλζεζε ηνπ θαπζίκνπ, ε νπνία ζπλεπάγεηαη κεηαβνιέο ζηελ παξνρή ηνπ αέξα θαύζεο. Σέηνηεο πεξηπηώζεηο πξνθύπηνπλ ζε βηνκεραληθέο εγθαηαζηάζεηο, ελώ ζηελ νηθηαθή ρξήζε ηνπ θπζηθνύ αεξίνπ ππάξρεη

ΗΓΗΟΣΖΣΔ΢ ΑΔΡΗΩΝ 18 ________________________________________________________________________

ζηαζεξόηεηα πίεζεο, ε νπνία εμαζθαιίδεηαη από ην δίθηπν δηαλνκήο, πνπ θαηά θαλόλα ιεηηνπξγεί ππό πξνδηαγξακκέλεο θαη θαλνληθά ειάρηζηα δηαθπκαηλόκελεο ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο.

΢Τ΢ΣΗΜΑΣΑ ΜΕΣΡΗ΢Η΢ ΣΟΤ ΦΤ΢ΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ 19 _____________________________________________________________________

3. ΢Τ΢ΣΗΜΑΣΑ ΜΕΣΡΗ΢Η΢ ΣΟΤ ΦΤ΢ΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ

3.1 Προζδιοριζμός ηης παροτής ηοσ αερίοσ

Ο πξνζδηνξηζκόο ηεο παξνρήο ελόο αεξίνπ, δειαδή ε κέηξεζε ηεο πνζόηεηαο (θαη’ όγθν ή θαηά κάδα) πνπ θπθινθνξεί ζε έλαλ αγωγό ζηε κνλάδα ηνπ ρξόλνπ, έρεη αζθαιώο κεγάιε ζεκαζία ηόζν γηα ηερληθνύο όζν θαη γηα νηθνλνκηθνύο ιόγνπο.

Δεδνκέλεο ηεο ζεκαζίαο ηνπ δεηήκαηνο, αλαπηύρζεθαλ πνιιέο ζπζθεπέο, νη νπνίεο βαζίδνληαη ζε δηαθνξεηηθέο αξρέο ιεηηνπξγίαο αιιά εμππεξεηνύλ ηνλ ίδην ζθνπό, δειαδή ηελ ύπαξμε ηωλ θαηάιιειωλ νξγάλωλ αθξηβείαο γηα ηελ εθηέιεζε ηωλ κεηξήζεωλ.

΢ήκεξα, νη πιένλ δηαδεδνκέλεο ζπζθεπέο γηα ηε κέηξεζε ηεο παξνρήο ηνπ θπζηθνύ αεξίνπ θαηαηάζζνληαη ζε ηξεηο θαηεγνξίεο:

 κεηξεηέο δηαθνξηθήο πίεζεο

 κεηξεηέο ηαρύηεηαο

 νγθνκεηξηθνί κεηξεηέο

3.2 Μεηρηηές διαθορικής πίεζης

Οη κεηξεηέο δηαθνξηθήο πίεζεο δηαθξίλνληαη ζε δπν ηύπνπο: κεηξεηέο Venturi θαη κεηξεηέο κεηαβιεηνύ ζηνκίνπ.

΢ηνπο πξώηνπο, ε παξνρή πξνθύπηεη από ηελ εύξεζε ηεο δηαθνξηθήο πίεζεο πνπ αλαπηύζζεηαη αλάληε θαη θαηάληε κηαο ζηξαγγαιηζηηθήο δηάηαμεο (δηαθξηβωκέλνο δίζθνο ή ζωιήλαο Venturi), ε νπνία ηνπνζεηείηαη ζην θαηάιιειν ζεκείν ηνπ αγωγνύ θαη κέζα από ηελ νπνία δηέξρεηαη ην αέξην. Σα όξγαλα απηά ρξεζηκνπνηνύληαη ζπλήζωο γηα ηε κέηξεζε κεγάιωλ παξνρώλ, θαηά θύξην ιόγν ζηηο βηνκεραληθέο εγθαηαζηάζεηο θαη έρνπλ ηελ δπλαηόηεηα λα δείρλνπλ ηελ ζηηγκηαία παξνρή, λα θαηαγξάθνπλ ηηο κεηξήζεηο (ζε δηαγξακκαηηθό ραξηί) ή λα δίλνπλ αζξνηζηηθά απνηειέζκαηα.

Οη κεηξεηέο κεηαβιεηνύ ζηνκίνπ, θνηλώο γλωζηνί ωο ξνόκεηξα, βαζίδνληαη ζηελ ίδηα αξρή ιεηηνπξγίαο κε ηνπο κεηξεηέο Venturi.

Δηαθέξνπλ ωο πξνο ηε δηαηνκή ηεο εμόδνπ ηεο ζηξαγγαιηζηηθήο δηάηαμεο.

΢ηνπο κεηξεηέο Venturi ε δηαηνκή είλαη ζηαζεξή, ελώ ε δηαθνξηθή πίεζε κεηαβάιιεηαη αλάινγα κε ηελ ηαρύηεηα, δειαδή αλάινγα κε ηελ παξνρή. Αληηζέηωο, ζηα ξνόκεηξα ε δηαθνξηθή πίεζε (αλάληε θαη θαηάληε ηνπ πιωηνύ δείθηε) παξακέλεη ζηαζεξή, ελώ είλαη κεηαβιεηή ε δηαηνκή εμόδνπ. Η ηηκή ηεο παξνρήο είλαη επνκέλωο αλάινγε πξνο ηελ ίδηα ηε δηαηνκή.

΢Τ΢ΣΗΜΑΣΑ ΜΕΣΡΗ΢Η΢ ΣΟΤ ΦΤ΢ΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ 20 _____________________________________________________________________

3.3 Μεηρηηές ηατύηηηας

Οη κεηξεηέο ηαρύηεηαο θαζηζηνύλ δπλαηό ηνλ πξνζδηνξηζκό ηεο παξνρήο ηνπ ξεπζηνύ ζε έλαλ αγωγό κέζω κέηξεζεο ηεο ηαρύηεηαο. Πξάγκαηη, κε δεδνκέλν ην εκβαδόλ ηεο δηαηνκήο δηέιεπζεο, ε κέηξεζε ηεο ηαρύηεηαο καο επηηξέπεη λα ππνινγίζνπκε ηελ παξνρή ζύκθωλα κε ηηο παξαθάηω ζρέζεηο:

V A

Q  (3.1)

3600



 A V

Q (3.2) όπνπ:

Q=παξνρή ηνπ ξεπζηνύ ζε m³/sec ή m³/h Α=εκβαδόλ δηέιεπζεο ζε m²

V=ηαρύηεηα ηνπ ξεπζηνύ ζε m/sec.

Ο απινύζηεξνο ηύπνο κεηξεηή ηαρύηεηαο είλαη ν ζωιήλαο Pitot, ν νπνίνο επηηξέπεη ηελ έκκεζε κέηξεζε ηεο παξνρήο κε ηνλ πξνζδηνξηζκό ηεο δπλακηθήο πίεζεο θαη, επνκέλωο ,ηεο ηαρύηεηαο ξνήο ηνπ ξεπζηνύ. Ο πιένλ δηαδεδνκέλνο ηύπνο κεηξεηή ηαρύηεηαο είλαη ν κεηξεηήο κε θηεξωηή ή κε ζηξόβηιν. Η ζπζθεπή απηή απνδείρζεθε αθξηβέζηεξε ηνπ ζωιήλα Pitot, θαη επηπιένλ ,επηηξέπεη ηελ απεπζείαο κέηξεζε ηεο παξνρήο κέζω αζξνηζηηθήο δηάηαμεο.

΢ηνπο κεηξεηέο απηνύο, ην ξεπζηό δηέξρεηαη κέζα από ηα πηεξύγηα ελόο ζηξνβίινπ, κεηαδίδνληαο κηα δεδνκέλε ηαρύηεηα, ε νπνία ζε θάπνην δηάζηεκα ηηκώλ είλαη επζέωο αλάινγε πξνο ηελ ηαρύηεηα ηνπ αεξίνπ θαη, άξα πξνο ηελ παξνρή. Η θίλεζε ηνπ άμνλα ηνπ ζηξνβίινπ κεηαδίδεηαη κε ηελ βνήζεηα θαηάιιεινπ κεραληζκνύ ζε έλαλ αζξνηζηή ν νπνίνο δείρλεη ηνλ όγθν ηνπ παξερόκελνπ αεξίνπ.