Влажный воздух. Состав и свойства - Бурцев С.И.
ISBN 5-89565-005-8
Скачать (прямая ссылка):
- газовую постоянную и молекулярную массу ДГС;
- плотность смеси и удельный объём;
- парциальные давления компонентов
при
^O2 =259,83 Дж/(кг-К), Кщ =296,8Дж/(кгК), Riie =2077,2 ДжДкг-К), (Iq2 =31,9988 кг/кмоль, =28,0134 кг/кмоль, цНе = 4,0026 кг/кмоль.
24 ******************** і.з. Свойства газовых смесей ********************
Используя формулу (1.21), определим
= W65 | QjQQ17 0>9918 = 1967,845 Дж/(кг К)
259,83 + 296,8 + 2077,2 Вычислим молекулярную массу смеси по формуле (1.22)
8314 .
и гтгг =-= 4,2249 кг/кмоль,
^ ДГС J967845 ' '
а по формуле (1.24) получим
ЦдРС = 0,0065 ¦ 31,9988 + 0,0017 ¦ 28,0134 + 0,9918 • 4,0026 = 4,225 кг/кмоль.
Массовые доли компонентов, согласно (1.15), определяются по формуле
_ -Rcm . Ri
=1^0'0065 = 0'0492^ =1^^'0'0017 = 0'01127;
1967 845 "
gHe = ' 0,9918 = 0,9396; Ig1-= 1,000. *Не 2077,2 T '
Плотность ДГС
РВГС 6 300 000 / 3
Рпгг =-^— =-= 10,7432кг/м ,
лДГСгДГС 1967,845-298 '
а удельный объём
УДГС
1 1 = 0,0931м3/кг.
P ДГС 10,7432
Для Vffrc = 1 м3, Ttijjyc = 10,7432 кг.
Масса компонентов
TTiQ2 = So2mArC = °'0065' Ю,7432 = 0,06983 кг;
/Wn =0,0017-10,7432 = 0,01826 кг;
mHe = 0,9918-10,7432 = 10,6551 кг. Парциальные давления компонентов ДГС, согласно (1.26), будут равны Po2 = rO2 ^ДГС = °'0065'6 300 000 = 40 950 Па> Px2 = 0,0017 • 6 300 000 = 10 710 Па; PHe = 0,9918 • 6 300 000 = 6 248 340 Па.
1.3.7. Удельная теплоёмкость газовой смеси
Значения удельных теплоёмкостей газовых смесей определяются по следующим формулам:
25 ************** 1 .Термодинамика идеальных газов и смесей **************
- смесь газов задана массовыми долями
п
cVcm = glCVl + gIcV2 + • • ¦ + gnCv„ = ? gIcVl J
(1.27)
СРсм =glCPl + '~+8пСря =IsiCp',
- смесь газов задана объёмными долями
CVcM=rlCVl+r2<2+-+^<„=fr'CV
1 (1.28) п
с' = Ґ] с' + Глс' + ... + г„с' = ? г,с' .
Pcu 1P1 1 Pl п Pn j 1 Pi
1.3.8. Энтальпия идеальной газовой смеси
Аддитивность объёма и внутренней энергии идеальной газовой смеси предопределяет это свойство и для энтальпии смеси
Hcu = Hi + H2 + ¦¦¦ + Hn = IHi.
і
Тогда для удельных величин энтальпии
Ku = SlhI +S2h +-' + SnK=I SA - (1.29)
1.3.9. Энтропия идеальной газовой смеси
Энтропия идеальной газовой смеси равна сумме энтропий отдельных газов, соответствующих температуре и объёму смеси,
Scu = Si +S2+¦¦¦ +Sn = ISi.
1
Удельная энтропия идеальной газовой смеси равна сумме удельных энтропий чистых компонентов, подсчитанных при температуре смеси и парциальных давлениях компонентов смеси,
п
scu = SiSi +S2S2 + ...+gnsn =IgiSi. (1.30)
і
26 ********** 1,4. Термодинамические процессы идеальных газов **********
1.3.10. Эксергия идеальной газовой смеси
Удельная эксергия
есм = SleI + Sie2 + • • • + Snen = І Siei, (1-31)
і
где et - эксергия потока, определяемая по формуле (1.12).
1.4. Термодинамические процессы идеальных газов
К основным процессам, имеющим большое значение как для теоретических исследований, так и для практических расчётов, относятся:
- изохорный, протекающий при постоянном объёме;
- изобарный, протекающий при постоянном давлении;
- изотермический, протекающий при постоянной температуре;
- адиабатный, протекающий при отсутствии теплообмена с окружающей средой.
Кроме того, существует группа процессов, обобщающая при определённых условиях основные процессы. Эти процессы являются политропными и характеризуются постоянством удельной теплоёмкости в процессе.
Для всех процессов устанавливается общий метод исследования, который заключается в следующем:
- выводится уравнение процесса;
- устанавливается зависимость между основными параметрами рабочего тела (газа, газовой смеси) в начале и конце процесса;
- определяются: количество теплоты, участвующей в процессе, изменение энтальпии, энтропии, эксергии.
1.4.1. Изохорный процесс (V = const)
Из уравнения состояния идеального газа (1.4) при v = const получаем
P R
— = — = const.
27 ************** 1 .Термодинамика идеальных газов и смесей **************
Это соотношение называют законом Шарля, согласно которому при постоянном объёме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютным температурам
P2 T2
Участвующее в процессе количество теплоты
Ь-2 =Cjt^t2-Il). (1.32)
Изменение энтальпии
A^2 =H2-A1 =cp^{t2-tl). (1.33)
Изменение энтропии в процессе
Д»1-2 =- = ^v (; lnI" = ^v fj ' (1-34) 1 1I 1 Pl
Для определения изменения эксергии можно использовать
следующую формулу:
Ael-2 =е2 ~el={h2 -Ю-ТоЛя2 ~sl)- (1-35)
Jgs
Пример
Пример 1.12. В газовом баллоне объёмом V = 0,2 м3 содержится кислород. При t = 25°С манометр показывал р\ = 500 кПа. Определить массу, давление кислорода и изменение удельных значений энтальпии и энтропии, если температура воздуха в помещении, где находится баллон, повысилась до r2 = = 50°С.
Используя данные примеров 1.1 и 1.4, имеем R0l = 259,75 ДжДкг К),
при tx = 25°С
