와우베 지수

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와우베 지수(WWI) 또는 와우베 수는^[1] 천연가스, 액화석유가스(LPG), 타운가스 등 연료가스의 상호 호환성을 나타내는 지표로 가스 공급과 운송 유틸리티의 사양에 자주 정의된다.

$V{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle C_{}}$ ${\$가 더 높은 가열 값 또는 더 높은 열량 값이고$$ $G{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle S_{}}$ ${\$가 특정한 비중이라면 Wawbe 지수 $I{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle W_{}}$ ${\$$W}$는 다음과 같이 정의된다.

${\displaystyle I_{W}={\frac {V_{C}{\sqrt{G_{S}}}}}$

${\displaystyle G_{S}={\frac {\rho_{STP}}{\rho_{air,STP}}}={\frac{M}{M_{air}}}}}}}}}}}}}}}$

${\displaystyle {\rho }_{}}$ ${\displaystyle S_{}}$ T ${\displaystyle P_{}}$ ${\$는 표준 조건(0°C, 101.325kPa), ), ${\displaystyle a_{}}$ ${\displaystyle {r,}_{}}$ ${\displaystyle S_{}}$ ${\displaystyle T_{}}$ P ${\$$STP}}$은(는) 표준 조건에서의 공기 밀도, M ${\$디스플레이 $스타일 M}$은(는) 기체의 어금질량, $M{\displaystyle {}_{}}$ a ${\displaystyle i_{}}$ ${\displaystyle r_{}}$ ${\$디스플레이 $스타일 M_{air}}$은(는) 공기의 어금질량으로 약 28.96kg/kmol이다.

Wawbe 지수는 기기(화재, 조리사 등) 내 여러 구성 연료 가스의 연소 에너지 출력을 비교하는 데 사용된다. 두 연료가 동일한 Wawbe 지수를 가질 경우 주어진 압력 및 밸브 설정에 대해 에너지 출력도 동일할 것이다. 일반적으로 소비자에게 눈에 띄지 않기 때문에 최대 5%까지 변동이 허용된다.

와우베지수는 프로판-에어 혼합물 등 대체 천연가스(SNG) 연료의 사용을 분석할 때 전환의 영향을 최소화하기 위한 중요한 요인이다. 와우베 지수는 또한 일부 개량된 바이오메탄 제품에 프로판 가스를 첨가할 것을 요구하고 있는데,^[2] 특히 스웨덴과 같이 천연가스가 높은 지역에서 그러하다. ^[3]

일반 연료 가스의 Wawbe 지수

연료가스	상위지수 kcal/Nm³	하위지수 kcal/Nm³	상위지수 MJ/Nm³	하위지수 MJ/Nm³
수소	11,528	9,715	48.23	40.65
메탄	12,735	11,452	53.28	47.91
이데인	16,298	14,931	68.19	62.47
에틸렌	15,253	14,344	63.82	60.01
천연가스	12,837	11,597	53.71	48.52
프로판	19,376	17,817	81.07	74.54
프로필렌	18,413	17,180	77.04	71.88
엔부탄	22,066	20,336	92.32	85.08
이소 부탄	21,980	20,247	91.96	84.71
부틸렌-1	21,142	19,728	88.46	82.54
LPG	20,755	19,106	86.84	79.94
아세틸렌	14,655	14,141	61.32	59.16
일산화탄소	3,060	3,060	12.80	12.80

참고: 1줄 = 2.3901×10kcal⁻⁴.

사용법

Wowbe 지수는 MJ/Nm³(여기서 잘못된 기호 'Nm³'는 SI 단위를 작성하기 위한 BIPM 처방과 많이 반대되는 정상 조건에서 m³을 의미함) 또는 때로는 BTU/scf로 표현된다. 천연가스(몰라질량 17g/mol)의 경우 일반적인 가열 값은 39 MJ/Nm³(1,050 BTU/scf)이고, 특정 중력은 약 0.59로 일반적인 Wowbe 지수는 51 MJ/Nm³(1,367 BTU/scf)이다.

와우베 지수를 기준으로 국제적으로 합의된 연료가스의 범위나 '가족'은 3가지다. 패밀리 1은 제조된 가스를, 패밀리 2는 천연가스(하이 레인지와 로우 레인지), 패밀리 3은 액화석유가스(LPG)를 커버한다. 연소 장비는 일반적으로 수소가 풍부한 마을 가스, 천연 가스 또는 LPG 등 특정 계열의 연료 가스를 연소하도록 설계된다.

가족	기체의 종류	Wawbe 지수 범위(MJ/Nm3)	Wawbe 번호 범위:
1	마을가스 / 이승아	22.5 – 30.0	24.0 – 29.0
2L	내추럴	39.0 – 45.0
2H		45.5 – 55.0	48.0 – 53.0
3	LPG	73.5 – 87.5	72.0 – 87.0

그 밖의 불꽃 특성 및 조성 한계는 교체 가스의 허용 가능 여부를 결정할 수 있다(예: 불꽃 속도, 불완전 연소, 황 함량, 산소 함량 등으로 인한 "노란 티핑").

제한 사항

유용성에도 불구하고, 와우베 지수만으로는 두 개 이상의 가스, 혹은 그 이상의 혼합물의 상호 호환성을 나타내는 좋은 지표는 아니다. 연소 시스템을 조정하는 데 사용된 연료와 다른 연료의 충분한 대체량을 결정하면서 다른 기준을 유념할 필요가 있다.^[5]

참조

• "The Wobbe Index and Natural Gas Interchangeability" (PDF). Emerson Process Management. 2007-07-30.