3 Газовые смеси

3.11 Определить газовую постоянную, плотность при нормальных условиях и объемный состав смеси, если: H₂=8,4%; CH₄=48,7%; C₂H₄=6,9%; CO=17%; O₂=4,7%; N₂=6,7%

Ответ: R_см=717 Дж/(кг·К), r_H2=0,484, r_CH4=0,351, r_C2H4=0,028, r_CO=0,072, r_CO2=0,02, r_O2=0,017, r_N2=0,028, ρ_н=0,518 кг/м³.

3.12 Найти газовую постоянную, удельный объем газовой смеси и парциальные давления ее составляющих, если объемный состав смеси следующий: CO₂=12%; CO=1%; H₂O=6%; O₂=7%; N₂=74%, а общее давление ее р=100 кПа.

Ответ: R_см=281 Дж/(кг·К), υ_см=0,76 м³/кг, р_СО2=12 кПа, р_СО=1 кПа, р_Н2О=6 кПа, р_О2=7 кПа, р_N2=74 кПа.

3.13 Массовый состав смеси следующий: CO₂=18 %; O₂=12 % и N₂=70 %. До какого давления нужно сжать эту смесь, чтобы при t=180ºC 8 кг ее занимали объем, равный 4 м³.

Ответ: р=0,24 МПа.

3.14 Определить массовый состав газовой смеси, состоящей из углекислого газа и азота, если известно, что парциальное давление углекислого газа р_СО2=120 кПа, а давление смеси р_см=300 кПа.

Ответ: m_CO2=0,512, m_N2=0,488.

3.15 Смесь, состоящая из М₁ киломолей азота и М₂ киломолей кислорода с начальными параметрами р₁ = 1 МПа и Т₁ = 1000 К, расширяется до давления р₂. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе.

Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в рυ и Ts — диаграммах. Данные необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 1.

Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости c_р и с_υ  следует принять постоянным, не зависящим от температуры.

Методические указания.pdf

ВУЗ: КГУ

3.16 Смесь, состоящая из М₁ киломолей азота и М₂ киломолей кислорода с начальными параметрами р₁=1 МПа и Т1=1000 К, расширяется до давления р₂. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту, участвующую в процессе, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в pυ и Ts — диаграммах. Данные необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 26.

Таблица 26

Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости с_р и с_υ следует принять постоянным, не зависящим от температуры

Ответить на вопрос: как зависит работа расширения от показателя политропы n и почему?

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

3.17 Расчет газовой смеси

Газовая смесь состоит из нескольких компонентов, содержание которых в смеси задано в процентах по объему (табл.1.1).

Определить:

1) кажущуюся молекулярную массу смеси;

2) газовую постоянную смеси;

3) средние мольную, объемную и массовую теплоемкости смеси при постоянном давлении в пределах температур от t₁ до t₂ (табл.1.2).

1. Что называется удельной газовой постоянной? Единица ее измерения в системе СИ. Чем она отличается от универсальной газовой постоянной?

2. Что представляют собой массовая, объемная и мольная теплоемкости. Каковы единицы их измерения в системе СИ. Какова связь между указанными теплоемкостями.

3. Какие факторы влияют на величину теплоемкости.

Методичка: Техническая термодинамика.pdf

Методичка: Техническая термодинамика и теплопередача.pdf

ВУЗ: ТОГУ

3.19 Газовая смесь массой m, имеющая начальную плотность 0,9 м³/кг, в ходе политропного процесса сжимается от давления 0,1 МПа до давления р_к. При этом её температура достигает значения Т_к.

Определить:

— удельную газовую постоянную смеси;

— показатель политропы сжатия;

— подводимую теплоту, изменение внутренней энергии и энтальпии, а также работу, совершенную газом;

— изобразить процесс сжатия на обобщенных p-υ и T-s диаграммах.

Принимаемые допущения:

— температурной зависимостью теплоемкости пренебречь;

— смесь считать идеальным двухатомным газом;

— контроль вычислений энергетических характеристик процесса выполнить по первому закону термодинамики.

Данные для расчета выбрать из таблицы 1.

Таблица 1

Варианты задачи: 01, 11, 12, 13, 16, 21, 22, 24, 33, 34, 36, 37, 41, 44, 50, 56, 61, 64, 74, 84, 86, 87, 88.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГТУ