Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



Тема: «Основные законы идеаль­ных газов»

Стр 1 из 2Следующая ⇒


Тема: «Основные законы идеаль­ных газов»

Задача 1. Параметры смеси газов. Истечение газов

В помещении компрессорной станции объемом V произошла разгерметизация трубопровода, по которому транспортируется горючий газ под давлением P1 при температуре Т1 через образовавшееся в трубопроводе сквозное отверстие площадью f газ выходит в помещение.

Рассчитать, через какое время τ во всем объеме компрессорной станции может образоваться взрывоопасная смесь, а также среднюю молекулярную массу, плотность, удельный объем и изобарную удельную массовую теплоемкость смеси, если ее температура Т = 293 К, а давление Р = 100 кПа. Коэффициент расхода отверстия ξ = 0, 7. Воздухообмен не учитывается. Данные, необходимые для расчетов, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Вариант 1, 11 2, 12 3, 13 4, 14 5, 15 6, 16 7, 17 8, 18 9, 19 10, 20
V∙ 10-2, м3 f∙ 10 4, м2 4, 2 5, 9 5, 0 2, 0 5, 1 4, 1 5, 0 6, 0 4, 2 1, 5
Вариант 10, 20 9, 19 8, 18 7, 17 6, 16 5, 15 4, 14 3, 13 2, 12 1, 11
Р1, МПа Т1, К 0, 5 0, 7 0, 7 1, 6 1, 0 1, 6 0, 3 0, 5 0, 2 0, 8
Газ Бутан Этан Пропан Метан Этилен Водород Бутилен Ацетилен Аммиак Пропилен

Указания к решению задачи

Время образования взрывоопасной концентрации

τ = М1/G1,

где М1 – масса газа в помещении при концентрации, равной нижнему концентрационному пределу воспламенения (НКПВ), кг;

G1 – расход газа через отверстие в трубопроводе, кг/с.  

Из уравнения состояния 

М1 = pr1V/R1T,

Где p, V, T – соответственно, давление, объем и температура смеси (данные по условию); r1 – значение НКПВ газа в объемных долях (приложение 1);          R1 = 8314/μ 1 – газовая постоянная, Дж/(кг∙ К); μ 1 – молекулярная масса газа (приложение 1).

 

,

 

если .

если .

k – показатель адиабаты (приложение 1).

 

Молекулярная масса смеси:  

μ см = rμ + r1μ 1,

где μ – молекулярная масса воздуха (приложение 1);

r = 1– r1 – объемная доля воздуха в смеси

Удельная газовая постоянная смеси:  

Rсм = 8314/μ см

Плотность смеси:  

ρ см = p/RсмT

Удельный объем смеси:  

ν см = RсмT/p

Изобарная теплоемкость смеси:

Сpсм = Cpg – Cp1g1,

где Cp и Cp1 – соответственно массовая удельная теплоемкость воздуха и газа, Дж/(кг∙ К); g и g1 – соответственно, массовые доли воздуха и газа

g = μ r/μ см; g1 = μ 1r1/ μ см

Сp = μ Cp/μ ;     Сp1 = μ 1Cp1/μ 1

μ Cp и μ 1Cp1 – соответственно мольная теплоемкость воздуха и газа, Дж/(моль∙ К) (приложение 1).

 


12Следующая ⇒
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.