Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
ниде).
большинство коэффициентов в уравнениях (II, 72) и (II, 73), принимаемых в настоящее время для газообразных веществ относятся к условию, когда р весьма мало (т. е., когда р->0). Но разница между теплоемкостью при постоянном давлении,
(Viинком к нулю (Cp), и теплоемкостью при постоянном дав* лги ни, равном 1 атпа оказывается значительной только При низких температурах. С повышением температур эта
(Jl 70).
Ср=а-{-ЬТ-\--ккал\Моль. град
T2
(H 73)
67
Таблица 5
Коэффициенты a, b, d, D к формулам (II, 72) и (II, 73) для определения истинной теплоемкости при постоянном давлении (р->0)
Вещество нду-тер- 1 go оятная ібка, % *0 О
і в газооб- а Ь. 103 D .10~5 d. 10 ¦ си х о ss: їй OJ
разном виде * 5 а га ? з CQ о о, «
H2O 7Д7 2,56 0.08 293- -2500, 0,5 8,025
To же 0,15 1,34 300- -250O1 1,5
CO2 10,55 2,16 —2,04 298- -2500 -1800 1.5 8,874
H,S 7,02 3,Ь8 —- - 298- 0,5 8,12
со 6,79 0,98 —0,11 г 290- -2500 1,0 6,965
NH3 6,189 7,887 - 0,728 291— -1000 0,65 8,523
O2 8,643 0 202 -1,03 - 298- -1500 0,13 7,017
N2 6,66 1,02 __ГТ1—J — 298- -2500 1.0 6,96
SO2 2,54 —1,42 — ¦ ¦ 298- -18С0 1,0 9,51
CH4 3,422 17.845 --- -4,165 291- -1500 0,71 8,556
C2H4 2,706 , 29,160 —— -9,059, 291- -1500 1.46 10,41
C2H6 1,375 41,852 — 13,827 291- -1000 0,76 12,59
CgH6 C3H8 2,974 45,024 -- — 11,376 270- -510 0,16 15,27
0,410 •64,71 --— -22,582 298- -1500 0,73 17,57
« • C4H10 4,357 72,552 —22,145 298- -1500 1,74 23,61
н • C5H12 То же 3,14 100,532 — —35,560 298- -1500 0,32 29,30
5,91 88,449 —27,368 - —
H2 6,9469 0,1999 — 0,4808 300- -1500 0,49 6,892
разница уменьшается и при высоких температурах она, как правило, составляет доли процента.
Указанными коэффициентами можно с некоторым приближением пользоваться и при небольших давлениях (при достаточном удалении от насыщенного состояния, даже до р=Ь— — 10 ama),
При более высоких давлениях теплоемкость Cp может быть найдена из графика (фиг. 14) зависимости (Ср—Ср°)т от приведенных давлений и температур.
Расход тепла при изобарном нагревании 1 Моля от температуры T] до температуры T2 0K (при отсутствии каких-либо
U __ _ ____ о **
химических превращении или изменении агрегатного состояния) в соооветствии с уравнением (II, 71) в случае, если истинная изобарная молярная теплоемкость выражена уравнением (II, 72), будет равна
qp=a (7,-7-,) + 4(71- П) +1 (7^.7?). (II, 74)
2 О * .
68
I
Если же теплоемкость выражена уравнением (II, 73) то
Чг=а (Wi) + }(7l-Tl)-D^ -jr) • Ub 75)
В уравнениях (11,74) и (11,75) температуры следует подставлять в градусах Кельвина, а др получаются в ктл/Моль.
W Q?2 0,03
НОВ OJ
OJ 0,3 0,5 O1Sf9O
5 Sl 9
Фиг. 14. Зависимость (Ср—С°)т для газов от приведенных давления (к)
и температуры (т).
Средняя молярная изобарная теплоемкость в пределах температур Tx-T^ может быть найдена по выражению
С
Я
(И, 76)
У J
69
I
5
или, подставляя значения др из уравнений (И, 74) и (II, 75):
к
Cp = a + —(T2+ T1) + (11,78)
4 1 і' J з
Пример 5. Определить расход тепла на изобарный перегрев сухого водяного пара, в количестве .2=2000 кГ/час от ^=125° С до t2=350° С используя формулы (II, 7-1) и (И, 75) и данные табл. 5. Найти также среднюю изобарную теплоемкость водяного пара в пределах указанных температур.
Pe шение. а) Для применения формулы (II, 74); из табл. 5 находим соответствующие коэффициенты для водяного пара:
а = 8,22; 6 = 0,15-10"3; rf = 1,34-10"6-'¦-'> Подставляя эти коэффициенты в формулу (II, 74), получаем
qp = 8,22 (623 — 398) + I0"3'0:1? (6232 — 398^) +
4-12_^lL^ (6233 — 3983) = 1943 ккал/Моль.
Расход тепла в 1 час составит
z 20Q0
Q = — q =-. 1943=216000 ккалічас.
18 9 \Ь
Средняя изобарная теплоемкость
<7р 1943
C0- —— =--= 8,63 ккаліМоль. град
P T2-T1 225 1 Ґ
или
8,63
Cn —--— 0,48 ккал\кГ. град.
1
б) Примем теперь формулу (II, 75); из табл. 5 находим для водяного пара коэффициенты
л «7,17; b =2,56-10"3 и D - 0,08-105 и подставляем их в формулу (U1 75):
gp = 7Д7 (623 — 398) + 2,56 \10~ ¦¦ (6232-3982) —
°'08л°5 ~"~І~)^19[1 нкал1Моль-
z 2000 О = —-ffn«--1911 ^ 212000 ккалічас.
Cp= ~~^r = ~7TT — &5 ккал\Моль. град =
0.472 ккал\кГ* град.
70
г
Таким образом, в рассматриваемом случае формула (II, 74) дала несколько повышенный результат по сравнению с формулой (II, 75).
13. ЭНТАЛЬПИЯ (ТЕПЛОСОДЕРЖАНИЕ)
Энтальпия газов. Практически имеется возможность определить не абсолютное значение энтальпии Ят при данных р и Т, а приращение энтальпии по сравнению с каким-либо состоянием, принятым за начальное состояние. Если за начальные стандартные состояния принять давление р0—> 0 (а практически равное атмосферному) и температуру Г0=298 °К и обозначить
энтальпию газа при этих условиях через Н°То ,а энтальпию газа при р и T—через //Т) то при переходе от начального состояния (р0, T0) до данного состояния (р9 T) приращение
энтальпии COCTaBHT(Zfx-Ml),.
Обозначим энтальпию при температуре T и давлении р0—>0
через Ht> тогда приращение энтальпии при нагревании системы от T0 до T при Р(>—>0 будет равно
