3 Газовые смеси
3.121 Баллон объемом V1 = 0,35 м³, содержащий метан, соединили с баллоном объемом V2 = 0,15 м³, содержащим этан. Определить удельную газовую постоянную смеси, а также парциальные давления компонентов, если давление смеси в целом равно: р = 0,5 МПа.
3.122 Природный газ состоящий из метана и азота с объемными концентрациями rCH4 = (1 – zГ), rN2 = zГ и температурой tГ = 10°С смешивается с воздухом состоящим из азота, кислорода и аргона с массовыми концентрациями gN2 = 0,756, gO2 = 0,231, gAr = 0,013 и температурой tв = -20°С для получения топливной смеси для двигателя внутреннего сгорания. Давление в смеси 750 мм рт. ст., соотношении смешения 1 : f = 1:20.
Определить: газовую постоянную, молярную массу, удельные теплоемкости ср и сυ природного газа, воздуха, их смеси, а также температуру смеси, считая газы идеальным.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | zГ | f |
| 00 | 0,02 | 15 |
ВУЗ: ТГАСУ
Все задачи из: Жуков А.В. Техническая термодинамика ТГАСУ 2018
3.123 Генераторный газ состоит из следующих объемных частей: Н2 = 18%; СО = 24%; СО2 = 6%; N2 = 52%. Определить кажущуюся молярную массу и газовую постоянную генераторного газа, массовый состав и парциальные давление входящих в смесь газов при давлении р = 0,2 МПа. Как изменятся парциальные давления при понижении давления до 100 кПа?
3.124 Газовая смесь состоит из mN2 кг, азота, mCO2 кг углекислого газа и mCO кг окиси углерода. Начальные параметры смеси р1 МПа и t1 °С. В процессе
T = const смесь расширяется до давления р2 МПа. Определить работу расширения смеси L, количество подведенной теплоты Q, объем в конце расширения V2 и парциальные давления газов в начальном состоянии. Определить также изменение внутренней энергии ∆U и энтальпии ∆H смеси. Построить процесс в p-υ и T-s диаграммах.
| Вариант | mN2, кг | mCO2, кг | mCO, кг | р1, МПа | t1, °С | р2, МПа |
| 4 | 1 | 2 | 7 | 4 | 37 | 2,0 |
Все задачи из: Селин В.В. Техническая термодинамика КГТУ
3.125 Смесь, состоящая из mN2 килограммов азота, килограммов mH2 водорода и mCO2 килограммов диоксида углерода, имеющие начальные параметры – давление р1 = 5 МПа и температуру t1 = 27ºС, нагревается при постоянном объеме до давления р2 = λр1; затем смесь расширяется в процессе р = const до объема V3 = ρV2.
Определить массовые и объемные доли компонентов, удельную газовую постоянную смеси, начальный объем V1 удельный объем смеси, плотность при нормальных условиях, параметры смеси в состояниях 2 и 3, изменение удельных параметров: внутренней энергии, энтальпии, энтропии, тепло и работу в процессах 1-2 и 2-3. Показать процессы в pV— и Ts-диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 5.1.
Указание: Теплоемкости газов N2, СО2 и Н2 принять зависящими от температуры. Численные значения теплоемкостей указанных газов выбрать из приложения А.
Ответить на вопрос: в каком из вариантов таблицы 5.1 (в зависимости от mN2, mH2 и mCO2) будет подведено больше тепла и совершена большая работа в процессе 1-2 при p = const и почему?
Таблица 5.1 – Численные значения к задаче 1 по вариантам
| Вариант | mN2, кг | mH2, кг | mCO2, кг | λ=p2/p1 | ρ=V3/V2 |
| 01 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 1,74 | 2,0 |
3.126 Для газовой смеси массой m, кг заданной объемными долями и занимающей объем V, м³ при температуре смеси Т, К требуется определить:
1) Газовую постоянную смеси;
2) Давление смеси;
3) Парциальные давления компонентов смеси.
Исходные данные взять из табл.1.5.
Таблица 1.5.
| Вариант 7 | |||||||
| m, кг | V, м³ | Т, К | Объемные доли газовой смеси | ||||
| N2 | О2 | СО2 | Н2О | Н2 | |||
| 35 | 30 | 340 | 15 | 60 | — | — | 25 |
