Задание 1.1. Смешение газовых потоков

Производится смешение двух газовых потоков: потока № 1 и потока № 2.

Состав потоков известен (см. таблицу).

Содержание вещества, об. %	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	CO2	H2S	CH3SH	N2
Поток № 1	90,6	3,7	1,1	0,5	0,5	0,3	0,9	0,3	2,1
Поток № 2	77,2	5,5	1,6	1,1	2,9	1,1	2,9	0,9	6,8

Отношение объемных расходов потоков известно (см. таблицу).

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Отношение объемных расходов потоков № 1 и № 2	7:1	6:1	5:1	4:1	3:1	2:1	1:1	1:2	1:3	1:4	1:5	1:6	1:7	1:8	1:9

---

Для газового потока, получаемого при смешении, определите:

- объемный состав;

- массовый состав;

- плотность газа как идеального газа (при н.у.);

- мольный объем газа как идеального газа (при н.у.);

- молярную массу газа;

- относительную плотность газа по воздуху;

- содержание S (г/нм³);

- содержание H₂S (г/нм³);

- парциальное давление газов в смеси.
Дополнительные данные:

Давление газового потока смешения — 1,75 МПа. Молярная масса воздуха — 29 г/моль. Нормальные условия: 101325 Па, 0 °С.

Задание 1.2. Расчет энтальпии газовой смеси

При практических расчетах большое значение имеет расчет изменения энтальпии газов и жидкостей в результате различных процессов. Однако зачастую для определения теплового баланса какого-либо аппарата необходимо знать начальное и конечное значения энтальпии потока, проходящего через аппарат.

Энтальпия идеального газа ( , кДж/кг) при температуре Т и атмосферном давлении рассчитывается по уравнению

(1)

где А, В, С, D — коэффициенты, значения которых приведены в справочниках (табл. 1).

Энтальпия паров нефтепродуктов и углеводородных газов с повышением давления снижается. Разность энтальпий при атмосферном и повышенном давлении является функцией приведенных температуры и давления: — и определяется по графикам (см. рис. 1). По известной поправке находится энтальпия при повышенном давлении : .

Приведенные температура и давление рассчитываются по известным критическим (псевдокритическим) свойствам:

---

(2)

, (3)

где — температура, при которой находится рассматриваемый газ (размерность такая же, как у критической температуры); — давление, при котором находится рассматриваемый газ (размерность такая же, как у критического давления).

Энтальпия смеси газов или паров нефтепродуктов, как и теплоемкость, рассчитывается по правилу аддитивности.



Рисунок 1 — График для определения поправки к энтальпии идеальных газов и паров нефтепродуктов ( , кДж/кг; М, кг/кмоль)

Задание.

В компрессоре производится сжатие ВСГ заданного состава, начальные температура и давление известны (см. таблицу 2). Температура на выходе компрессора — 18 °С, давление на выходе компрессора 3,1 МПа.

Рассчитайте энтальпию ВСГ как идеального газа на входе в компрессор и на выходе из компрессора. Изменением состава ВСГ при прохождении компрессора пренебречь.

Таблица 1 — Справочные данные для расчета

Газы	Критическая температура, К	Критическое давление, атм	А, кДж/кг	В, кДж/кг	С, кДж/кг	D, кДж/кг
Водород	32,98	12,9	82,27	2,54	0,013	25,12
Метан	190,56	45,9	154,15	15,12	0,051	59,62
Этан	305,33	48,7	58,65	23,63	0,414	56,15
Пропан	369,85	42,5	33,65	26,31	0,538	35,58

---

Таблица 2 — Исходные данные

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Состав ВСГ, % мольн.
Водород	92	90	89	95	88	87	85	94	91	88	85	89	90	96	93
Метан	5	6	6	3	5	6	7	2	3	5	10	6	5	2	3
Этан	2	3	4	1	4	4	4	2	3	4	3	3	4	1	2
Пропан	1	1	1	1	3	3	4	2	3	3	2	2	1	1	2
Температура на входе в компрессор, °С	35	40	28	20	25	32	40	42	37	32	45	50	40	35	36
Давление на входе в компрессор, МПа	1,9	1,8	0,9	1,0	2,2	1,6	1,6	1,5	1,5	1,8	1,9	2,0	2,1	2,0	1,4

---

Задание 1.3. Расчет теплоемкости газовой смеси

Для газов различают теплоемкость, определяемую при постоянном давлении (изобарная теплоемкость) С_р и при постоянном объеме (изохорная теплоемкость) С_v. Эти теплоемкости идеальных газов связаны между собой соотношением (индекс 0 означает нормальное давление). В технологических расчетах преимущественно используются изобарные теплоемкости газов, значения которых при нормальных условиях приведены в справочниках. Теплоемкость газов слабо зависит от давления, часто этим влиянием в расчетах пренебрегают. При повышении температуры теплоемкость газов увеличивается.

Теплоемкость газов (как идеальных) определяется по формуле (Дж/моль К):

(1)

где a₀, a₁, a₂, a₃, a₄ — коэффициенты.

Поправка теплоемкости на давление (кДж/кг К) рассчитывается по формуле

(2)

где , — безразмерные поправки, определяемые по графикам (рис. 1-2) в зависимости от приведенных давления и температуры; M— молярная масса, кг/кмоль;  — фактор ацентричности.

Соответственно, теплоемкость при давлении, отличном от атмосферного:

Фактор ацентричности  приведен в справочниках. Фактор ацентричности — безразмерная величина. Правило аддитивности действует и при расчете теплоемкости газовой смеси, и при расчете фактора ацентричности газовой смеси.

Рисунок 1 — Номограмма для расчета поправки к теплоемкости газов,	Рисунок 2 — Номограмма для расчета поправки к теплоемкости газов

---

Смотрите также файлы

• Отчет о прохождении учебной практики по профессиональному модулю пм. 01 Организация и управление торговосбытовой деятельностью в период с 12.pptx

• Физическая культура как средство борьбы от переутомления и низкой работоспособности.docx

• Дмитриевна злабла214 Привести примеры опасностей из классификации по характеру воздействия на человека (5 групп).pdf

• Допустить.docx

• Психологические основы безопасности жизнедеятельности человека в среде обитания Рахимова Аделина 10б.pptx