شاخص ووب

شاخص ووب (Wobbe Index) یا عدد ووب، نشان‌دهنده قابلیت تعویض یا جایگزینی معادل برای گازهای سوختی مانند گاز طبیعی، گاز مایع (LPG) و گاز شهری است و به‌طور مکرر در صنعت تأمین و انتقال گاز استفاده می‌شود.

اگر $V_C$ ارزش حرارتی بالا و $G_S$ چگالی مخصوص باشد، شاخص ووب، $I_W$ ، به صورت زیر تعریف می‌شود:

$I_W=\frac{V_C}{\sqrt{G_S}}.$

$G_S=\frac{{\rho }_{STP}}{{\rho }_{air,STP}}=\frac{M}{M_{air}}$

${\rho }_{STP}$ چگالی گاز در شرایط استاندارد است که تعریف آن در سال ۱۹۸۲ بازبینی شد. داده‌های منتشر شده برای شاخص ووب ممکن است بر اساس دمای ۰، ۱۵، ۱۵٫۵۶، ۲۰ یا ۲۵ درجه سانتی گراد بیان شود.

دستورالعمل‌های اتحادیه اروپا در مورد استفاده از کیفیت گاز بر مبنای دمای ۱۵ درجه سانتیگراد و مطابق با استاندارد ISO 13443 و ISO 6976 می‌باشد.

${\rho }_{air,STP}$ چگالی هوا در شرایط استاندارد است، $M$ جرم مولی گاز است و $M_{air}$ جرم مولی هوا است که حدود ۲۸٫۹۶ کیلوگرم بر کیلومول است.

شاخص ووب برای مقایسه انرژی حاصل از احتراق گازهای سوختی با ترکیبات مختلف در یک دستگاه (آتش، اجاق گاز و غیره) استفاده می‌شود. اگر دو سوخت، دارای شاخص‌های ووب یکسان در شرایط فشار یکسان باشند، در این صورت انرژی خروجی نیز یکسان خواهد بود.

شاخص ووب یک عامل حیاتی برای به حداقل رساندن تأثیر تغییر سوخت در هنگام تجزیه و تحلیل استفاده از سوخت‌های جایگزین گاز طبیعی (SNG) مانند پروپان- هوا است.

ایده تعریف شاخص ووب در دهه ۱۹۲۰ توسط فیزیکدان و مهندس ایتالیایی به نام گوفرودو ووب (Goffredo Wobbe) مطرح شد.

شاخص ووب گازهای سوختی رایج

توجه داشته باشید که شاخص‌های ووب در جدول زیر بر مبنای دمای ۱۵ درجه سانتی گراد محاسبه نشده‌اند:

Fuel gas	Upper index kcal/Nm³	Lower index kcal/Nm³	Upper index MJ/m³	Lower index MJ/m³
Hydrogen	11,528	9,715	48.23	40.65
Methane	12,735	11,452	53.28	47.91
Ethane	16,298	14,931	68.19	62.47
Ethylene	15,253	14,344	63.82	60.01
Natural gas	12,837	11,597	53.71	48.52
Propane	19,376	17,817	81.07	74.54
Propylene	18,413	17,180	77.04	71.88
n-butane	22,066	20,336	92.32	85.08
Iso-butane	21,980	20,247	91.96	84.71
Butylene-1	21,142	19,728	88.46	82.54
LPG	20,755	19,106	86.84	79.94
Acetylene	14,655	14,141	61.32	59.16
Carbon monoxide	3,060	3,060	12.80	12.80

توجه: ۱ ژول = الگو:Val کیلوکالری

کاربرد

شاخص ووب بر حسب MJ/Nm³ (که در آن 'Nm³' نشان دهنده حجم در در شرایط نرمال است) یا گاهی اوقات بر حسب BTU/scf بیان می‌شود.

در مورد گاز طبیعی (با جرم مولی ۱۷ گرم بر مول)، ارزش حرارتی حدود ۳۹MJ/Nm³ (یا ۱٬۰۵۰BTU/scf) و وزن مخصوص حدود ۰٫۵۹ است؛ بنابراین شاخص ووب حدود ۵۱MJ/Nm³ (۱۳۶۷ BTU/scf) خواهد بود.

محدودیت‌ها

با وجود مفید بودن شاخص ووب، اما به تنهایی نشانگر خوبی از قابلیت تعویض دو یا چند گاز یا مخلوطی از آنها نیست. لازم است معیارهای دیگری را در هنگام تعیین جایگزینی یک سوخت با سوخت دیگری که برای تنظیم سیستم احتراق استفاده می‌شود، در نظر داشت.

منابع

• الگو:Cite web