Мысал. Газ қоспасын есептеу.

Берілгені. Магистральды газ құбыры арқылы тасымалданатын табиғи газ қоспасы 92% метаннан, 2% этаннан, 3% пропаннан, 2% бутаннан және 1% азоттан тұратын болсын. КС – ның шығысындағы немесе аралықтың басындағы қысым р _н=5,5МПа, ал КС – ның кірісіндегі немесе аралықтың соңындағы газдың қысымы р _к=3,5МПа, газдың КС – нан шыққан кездегі бастапқы температурасы T _н=321K, ал газ құбырын қоршаған орта температурасы T ₀=279K деп алайық. Осындай газ қоспасын есептеу керек.

Есептің шешуі. Қоспадағы газ қоспасының әрбір компонентінің көлемдік үлестері:

у ₁=0,92, у ₂=0,02, у ₃=0,03, у ₄=0,02, у ₅=0,01.

1.1–кестеден метан, этан, пропан, бутан және азот газдарының параметрлерін аламыз:

М ₁=16,043г/моль; М ₂=30,07г/моль; М ₃=44,097г/моль; М ₄=58,124г/моль; М ₅=28,016г/моль;

Т _кр1=191К; Т _кр2=306К; Т _кр3=370К; Т _кр4=425К; Т _кр5=126К;

Р _кр1=4,65МПА; Р _кр2=4,95МПА; Р _кр3=4,26МПА; Р _кр4=3,60МПА; Р _кр5=3,39МПА;

V _кр1=6,17∙10^–3м³/кг; V _кр2=4,92∙10^–3м³/кг; V _кр3=4,6∙10^–3м³/кг; V _кр4=4,39∙10^–3м³/кг; V _кр5=3,2∙10^–3м³/кг;

(1.6)–(1.9)–өрнектер көмегімен қоспаның молярлық массасын, псевдокрикалық температурасын, псевдокрикалық қысымын, псевдокрикалық көлемін, салыстырмалы (ауаға қатысты) тығыздығын және берілген газ қоспасының тұрақтысын есептейміз.

М =0,92∙16,043+0,02∙30,07+0,03∙44,097+0,02∙58,124+0,01∙28,016=18,1265г/моль;

Т _кр=0,92∙191+0,02∙306+0,03∙370+0,02∙425+0,01∙126=202,7К;

Р _кр=0,92∙4,65+0,02∙4,95+0,03∙4,26+0,02∙3,60+0,01∙3,39=4,6107МПа;

V _кр=(0,92∙6,17+0,02∙4,92+0,03∙4,6+0,02∙4,39+0,01∙3,2)∙10^–3=6,0326∙10^–3м³/кг;

Δ= =0,625052;

ρ _ст=1,205Δ=1,205∙0,625052=0,7532 кг/м³;

R = =458,44 Дж/(кг·К).

Құбырдағы газ қоспасының орташа интегралдық температурасы мен қысымы (1,3, 1.15, 1.16)–өрнек бойынша мынаған тең:

= 4,5741МПа;

=293К;

Р _пр= =0,99206;

Т _пр= =1,4455;

=1–0,4273∙0,99206∙1,4455^–3,668=0,89027;

Тұрақты қысымдағы газ қоспасының меншікті жылу сыиымдылығы с мен динамикалық тұтқырлығын үш түрлі әдіспен табамыз.

1–әдіс: (1.10)–(1.11)–өрнектер көмегімен табу.

с =0,92∙2167+0,02∙1648+0,03∙1551+0,02∙1590+0,01∙1045=2115,38 Дж/(кг∙К);

μ =(0,92∙103+0,02∙85+0,03∙74+0,02∙63+0,01∙166)∙10^–7=10,16∙10^–6 Па∙с;

2–әдіс: (1.12)–(1.13)–өрнектер көмегімен табу.

= =2582,16Дж/(кг∙К);

Джоуль–Томсон коэффициенті:

3,84К/МПа.

3–әдіс: (1.18)–(1.24)–өрнектер көмегімен табу.

Т _ср температурадағы газ қоспасының әрбір компонентінің динамикалық тұтқырлығын есептейміз:

10,956∙10^–6Па∙с;

9,119∙10^–6Па∙с;

7,971∙10^–6Па∙с;

6,805∙10^–6Па∙с;

17,555∙10^–6Па∙с;

=10,698мкПа∙с=10,698∙10^–6Па∙с;

=4,5741∙10⁶/(0,89027∙458,44∙293)=38,250 кг/м³;

ρ _кр=1/ V _кр=1/(6,0326∙10^–3)=165,766 кг/м³;

ρ _пр= ρ _ср/ ρ _кр =38,250/165,766=0,23075;

=0,5012;

=0,044656;

=10,698∙10^–6+0,5012/(0,044656∙10⁷)=11,821∙10^–6 Па∙с.

Енді қоспаның әрбір компонентінің изобаралық (тұрақты қысымдағы) меншікті жылу сыиымдылығын табайық.

;

, немесе

=2216,53 Дж/(кг∙К);

=1727,17 Дж/(кг∙К);

=1646,52 Дж/(кг∙К);

=1676,64 Дж/(кг∙К);

=1039,60 Дж/(кг∙К);

=372,91;

Соңғы екі әдіс бір–біріне өте жақын тұрған нәтижелер беріп тұр.

Дата добавления: 2015-07-14