Смеси газов и жидкостей. Пересчёт состава смесей

Состав сжиженного газа в жидкой и паровой фазах может выражаться массовыми g_i, объёмными y_i и малярными долями для газов r_i, для жидкостей Х.

Где m_i — масса, кг

V_i — объём, м³

N_i — число молей i-го компонента в смеси.

Для газовых (идеальных смесей) мольные и объёмные доли равны это следует из закона Авогадро:

Пересчёт состава сжиженного газа из одного вида в другой производится следующим образом:

1. Для жидких смесей:

А) при известном массовом составе компонентов, объёмный и молярный состав определяется по формулам

(1)

(2)

Где ρ_i и M_i — соответственно плотность и молярная масса i-го компонента

Б) при заданном объёмном составе, массовый и мольном находятся по формулам

(3)

(4)

В) при известном мольном составе, массовый и объёмный определяются по формулам

(5)

(6)

Г) Для газовых смесей пересчёт из мольного(объемного) в массовый производится по (5), а из массового в объёмный и мольный по (1) и (2).

Расчет состава двухфазн.смесиуг-ов

СУГ обл-ют свойством взаимной раствор-ти, смеси жидк. углевод-ов м. рассм-ть как идеальн. раств-ры.

Они с достаточн. точн-ю подчин-ся з-ну Рауля, согл. этому з-ну парц. давление комп-та в жидк. фазе равн-ся:

Р_i= =х_i*P_iнас;

P_i – парц. давление паров i-го комп-та, наход-ся в жидк. смеси; х_i – молярная доля i-го комп-та в жидк. смеси; P_iнас – упруг-тьнас-я паров i-го комп-та в чистом виде при t смеси.

Упруг-ть паров жидк. смеси (её давление)=сумме парц. давлений паров всех комп-ов. Давление смеси опр-ся по ф-ле:

Р_см= ΣP_i =Σх_i*P_{i нас}.

Для кажд. комп-та парц. давление газа нах-ся над уровнем жидк-ти (в паров.фазе) = давлению паров комп-та в жидк. фазе. Это рав-во явл-сяслед-емтермодинамич. равновесия. Действ-но, если парц. давление данн. комп-та в пар.фазе превысит давление паров этого комп-та в жидк. фазе, то наступает процесс конден-ции.

Противоположн. соотнош-е давлений приведёт к процессу испар-я. Т.о. для конден-ции комп-та м. написать рав-во парц. давлений с исп-ем з-нов Дальтона и Рауля.

Парц. давление i-го комп-та в пар.фазе по з-ну Дальтона:

P_i=r_i*P_см., Р_см – давление смеси газов.

Из рав-вапарц. давлений пол-сяосновн. ур-е для расчёта 2-хфазной систем:

r_iP_см = х_iP_iнас или r_i/х_i=P_iнас/P_см=K_i;

Ki – константа фаз.равновесия или коэфф-т распр-я, равная отн-ю упруг-ти нас. паров i-го комп-та к общему давлению смеси.

Константа равновесия опр-етсоотн-е молярных долей комп-та в пар.ижидк. фазах. Для более летучих комп-ов, нах-ся в смеси K_i>1, т.е. доля этого комп-та в пар.фазе > чем в жидк. Более тяж.комп-ты обладают меньш. упруг-ю паров, поэтому в меньш. степени нах-ся в пар. фазе и для них K_i<1.

Если смесь углевод-ов нах-ся в замкн. объёме и при термодин. равновесии пред-ет собой 2-хфазную сис-му, то при данн. t по составу жидк. фазы рассч-ся состав пар.фазы или по составу пар. фазы опр-ся состав жидк. фазы. В проц. расчёта так же выч-ся давление смеси:

1) Если известен состав жидк. фазы, то состав пар.опр-ся: по зад. t-ре нах-ся упругости нас. паров комп-тов (P_iнас) по табл. или номограмме и по формуле рассч-ся давление смеси Р_см=Σх_iР_iнас.

Затем находим мольный состав пар.фазы r_i=х_iP_iнас/P_см.

2) При изв-ом составе пар.фазы состав жидк-ти нах-им след. обр-ом: по зад. темп-ре опр-ют Р_iнас комп-ов и рассчит. давление смеси по ф-леP_см=1/(Σ(r_i/ P_iнас)).

Затем по ф-леΣr_iP_см=Σх_iP_iнасопр-ют мольн. состав пар.фазы: х_i=r_iP_см/ P_iнас.

Определение свойств СУГ

При известном составе сжиженного газа, давление смеси можно рассчитать по формулам:

;

Плотность газовой смеси заданного состава определяется:

- мольная доля i-ого компонента смеси

– Плотность i-ого компонента смеси, кг/м³

Она находится по таблице или рассчитывается по закону Авогадро:

,

Где – молекулярная масса i-ого компонента, кг/кмоль

– Молекулярный объем i-ого компонента, м³/кмоль

Средняя плотность жидкой смеси при известном массовом составе определяется по формуле:

При известном молекулярном составе:

,

Где – плотность i-ого компонента входящего в жидкую смесь в жидкой фазе, кг/л

Плотность газовой смеси при повышенном давление находится из уравнения состояния для реальных газов.

,

Где - абсолютное давление (МПа) и t-ра смеси.

– газовая постоянная смеси,(Дж/кг К)

z-коэффициент сжимаемости, учитывающий отклонение реальных газов от з-нов идеальных газов.

Газовая постоянная смеси рассчитывается по универсальной газовой постоянной и по молекулярной массе смеси.

Коэффициент сжимаемости определяется по графику в зависимости от приведённых параметров (давление и температура) газа.

;

Среднее критическое давление и температура для смеси газов определяется по его составу.

;

Объем газа, получается прииспарение смеси СУГ, м.б. найден по формуле:

– масса i-ого компонента смеси, кг

– молекулярная масса i-ого компонента смеси, кг/кмоль

V_Mi-молекулярный объем i-ого компонента

Для подсчета низшей объемной температуры сгорания смеси СУГ используется следующая зависимость

– низшая объемная теплота сгорания i-ого компонента, кДж/м³

Низшая массовая температура сгорания

Пределы воспламенения смеси СУГ, не содержащих балластных примесей, определяются:

L_см- нижний или верхний предел воспламенения смеси газов.

– нижний или верхний предел воспламенения i-ого компонента.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: