3 Газовые смеси

3.1 Определить газовую постоянную смеси газов, состоящей из 1 м³ генераторного газа и 1,5 м³ воздуха, взятых при нормальных условиях, и найти парциальные давления составляющих смеси. Плотность генераторного газа ρ принять равной 1,2 кг/м³.

Ответ: Rсм=295 Дж/(кг·К), рг.г=0,4рсм, рвозд=0,6рсм.


3.2 Определить газовую постоянную смеси газов, состоящей из 1м³ генераторного газа и 1,5 м³ воздуха, взятых при нормальных условиях, и найти парциальные давления составляющих смеси. Молекулярную генераторного газа принять равной 34,5.

Ответ: Rсм=267 Дж/(кг·К), рг.г=0,4рсм, рвозд=0,6рсм.


3.3 Атмосферный воздух имеет примерно следующий массовый состав: mO2=23,2%; mN2=76,8%. Определить объемный состав воздуха, его газовую постоянную, кажущуюся молекулярную массу и парциальные давления кислорода и азота, если давление воздуха по барометру В=101325 Па.

Ответ: rO2=0,21, rN2=0,79, Rсм=287 Дж/(кг·К), μсм=28,9, рО2=21278 Па, рN2=80047 Па.


3.4 В 1 м³  сухого воздуха содержится примерно 0,21 м³ кислорода и 0,79 м³ азота.

Определить массовый состав воздуха, его газовую постоянную и парциальные давления кислорода и азота.

Ответ: mO2=0,232, mN2=0,768, R=287 Дж/(кг·К), рО2=0,21рсм, рN2=0,79рсм.


3.5 Смесь газов состоит из водорода и окиси углерода. Массовая доля водорода mH2=0,67%.
Найти газовую постоянную смеси и ее удельный объем при нормальных условиях.

Ответ: Rсм=552 Дж/(кг·К), υн=1,49 м³/кг.


3.6 Объемный состав сухих продуктов сгорания топлива (не содержащих водяных паров) следующий: CO2=12,3%; O2=7,2%; N2=80,5%.

Найти кажущуюся молекулярную массу и газовую постоянную, а также плотность и удельный объем продуктов сгорания при В=100 кПа и t=800ºС.

Ответ: μсм=30,3, Rсм=274 Дж/(кг·К), υсм=4,94 м³/кг, ρсм=0,34 кг/м³.


3.7 Генераторный газ имеет следующий объемный состав: H2=7,0%; CH4=2,0%; CO=27,6%; CO2=4,8%; N2=58,6%.

Определить массовые доли, кажущуюся молекулярную массу, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15ºC и 0,1 МПа.

Ответ: mH2=0,005, mCH4=0,012, mCO=0,289, mCO2=0,079, mN2=0,615, μсм=26,72, , Rсм=310,8 Дж/(кг·К), ρ=1,095 кг/м³, рН2=0,7 кПа, рСН4=2,0 кПа, рСО=27,6 кПа, рСО2=4,8 кПа, рN2=58,6 кПа.


3.8 Газ коксовых печей имеет следующий объемный состав: H2=57%; CH4=23%; CO=6%; CO2=2%; N2=12%.

Найти кажущуюся молекулярную массу, массовые доли, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15ºC и 100 кПа.

Ответ: mH2=0,107, mCH4=0,343, mCO=0,156, mCO2=0,082, mN2=0,313, μсм=10,77, Rсм=772 Дж/(кг·К), ρ=0,45 кг/м³, pH2=57 кПа, рСН4=23 кПа, рСО=6 кПа, рСО2=2 кПа, рN2=12 кПа.


3.9 Генераторный газ состоит из следующих объемных частей: H2=18%; CO=24%; CO2=6%; N2=52%.

Определить газовую постоянную генераторного газа и массовый состав входящих в смесь газов.

Ответ: Rсм=342 Дж/(кг·К),mH2=1,48%, mCO=27,63%, mCO2=10,86%, mN2=60,03%.


3.10 Анализ продуктов сгорания топлива, произведенный с помощью аппарата Орса, показал следующий их состав: rCO2=12,2%; rO2=7,1%; rCO=0,4%; rN2=80,3%. Найти массовый состав входящих в смесь газов.

Ответ: mCO2=17,7%, mO2=7,5%, mCO=0,37%, mN2=74,43%.