Расчет термических параметров газовых смесей

Примерами газовых смесей являются воздух, природный газ, продукты сгорания топлива и т. д. Ниже рассматривается расчет механических газовых смесей (химически не реагирующих) при условии, что газовая смесь – идеальный газ.

В этом случае:

1. Каждый компонент имеет температуру, равную температуре смеси,
и занимает весь объем смеси.

2. Сумма парциальных давлений компонентов равна давлению смеси

(1.8)

3. Сумма парциальных объемов компонентов равна объему смеси

(1.9)

Парциальное давление компонента – это давление, которое оказывает компонент на стенки сосуда с газовой смесью.

Парциальный объем компонента – это объем, который бы занимал компонент, имея давление и температуру смеси.

Параметры газовой смеси рассчитываются по уравнению состояния идеального газа, например (1.4)

,

где , – мольная масса газовой смеси.

Параметры компонентов рассчитываются по уравнениям:

,	(1.10)
.	(1.11)

Чтобы воспользоваться этими формулами, необходимо знать мольную массу газовой смеси (), парциальные давления () или парциальные объемы ().

Существует три способа задания газовой смеси:

1. По массовому составу.

Масса смеси равна сумме масс компонентов:

, кг;
,	(1.12)

где – массовая доля компонента.

При массовом задании газовой смеси мольная масса рассчитывается по формуле

.

(1.13)

2. По объемном у составу.

На основании (1.9)

,	(1.14)

где – объемная доля компонента.

При объемном задании газовой смеси мольная масса рассчитывается по формуле

(1.15)

3. По мольному составу.

Согласно закону сохранения массы число киломолей газовой смеси равно сумме киломолей компонентов, тогда

(1.16)

где – мольная доля компонента, численно равная объемной доле r_i,

.

(1.17)

Здесь V _m, м³/кмоль – объем одного киломоля газа при параметрах смеси p и T.

Таким образом, при мольном задании газовой смеси расчет мольной массы производится по формуле (1.15).

Связь между объемными и массовыми долями характеризуется следующими формулами:

,	(1.18)
.	(1.19)

На основании уравнений (1.10) и (1.11) получено выражение для вычисления парциальных давлений

.

(1.20)

Дата добавления: 2014-01-13