|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Газовые смесиЗадача 1. По данным анализа установлен следующий объемный состав природного газа: СН4=96%; С2Н6=3%; С3Н8=0,3%; С4Н10=0,2%; СО2=0,1%; N2=0,4%. Определить среднюю молекулярную массу природного газа (mm), плотность газа в нормальных условиях (r), массовые концентрации компонентов (mi), их парциальные давления (Pi), средние теплоемкости (Сpm, Cvm) и показатель адиабаты. Решение. Молекулярные массы составляющих смеси газов находим по данным физических характеристик компонентов газа из справочных таблиц: =16,04; =30,07; =44,09; =58,12; =44,01; =28,02. Молекулярная масса природного газа определяется по уравнению где mi — молекулярная масса компонентов смеси; ri — молярная (объемная) концентрация компонентов смеси; mi — массовая концентрация компонентов смеси. Так как в условии задачи дан объемный состав газа, то удобнее воспользоваться первым уравнением соотношения: =0,96×16,04+0,03×30,07+0,003×44,09+0,002×58,12+ +0,001×44,01+0,004×28,02=16,704 (кг/кмоль). Плотность газа при нормальных условиях (0°С и 0,1 МПа) можно определить из уравнения Клапейрона PV=RT или из закона Авогадро, утверждающего, что удельный молярный объем газа в нормальных условиях- величина постоянная и равна: Из уравнения Клапейрона при t=0°C и Р=0,1 МПа где Массовые и объемные концентрации газа связаны между собой соотношением отсюда cледовательно, массовые концентрации отдельных компонентов смеси равны: Сумма массовых концентраций, как и молярных (объемных), равна единице: Парциальные давления отдельных компонентов газа определяются по закону Дальтона из соотношения Pi=ri×P. Находим давление каждого компонента, входящего в смесь: Сумма парциальных давлений равна давлению смеси: Средняя теплоемкость смеси определяется по уравнениям: массовая теплоемкость смеси: молярная теплоемкость смеси: где — массовая теплоемкость компонентов смеси при данной температуре; — молярная теплоемкость компонентов смеси при данной температуре. При температуре 0°С и давлении 0,1 МПа можно принять, что теплоемкость метана = 2,17 кДж/(кг×К); этана = 1,65 кДж/(кг×К); пропана = 1,56 кДж/(кг×К); бутана = 1,58 кДж/(кг×К); углекислого газа = 0,815 кДж/(кг×К); азота = 1,039 кДж/(кг×К). Следовательно, массовая теплоемкость смеси при постоянном давлении равна: 0,95×2,17+0,056×1,65+0,008×1,56+0,007×1,58+ +0,0027×0,815+0,0069×1,039=2,18 кДж/(кг×К). Молярная теплоемкость смеси газов при постоянном давлении кДж/(кмоль×К). Из уравнения Майера можно определить теплоемкость смеси при постоянном объеме: кДж/(кг×К); кДж/кг×К. Показатель адиабаты природного газа указанного состава (как идеального газа) Задача 2. До какого давления необходимо сжать смесь газов, состоящую по весу из СО2=12%, О2=8%, N2=80%, чтобы при температуре t=20°С ее плотность была 1,6 кг/м3. Решение. Находим молекулярную массу смеси через массовые концентрации компонентов смеси: кг/кмоль. Давление смеси определим из уравнения состояния : МПа. Задача 3. Определить весовой состав газовой смеси, состоящей из углекислоты СО2 и азота N2, если известно, что парциальное давление углекислого газа =1,1 ат, а давление смеси равно 3 ат. Решение. Определим парциальное давление азота: ат. Объемная концентрация азота по закону Дальтона Объемная концентрация углекислого газа Молекулярная масса смеси кг/кмоль. Используя соотношение mi/mm=mi/ri, определим весовую концентрацию азота и углекислого газа: Проверка: Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |