Термодинамические свойства смесей газов

1. Закон Дальтона. Давление газовой смеси есть сумма парциальных давлений газов, образующих эту смесь:

p_СМ = ∑p_i, (3.1)

где:

p_СМ – давление смеси газов; p_i – парциальное давление i-го компонента смеси газов.

 

2. Закон Амага. Объем смеси газов смеси есть сумма парциальных объемов газов, образующих эту смесь:

V_СМ = ∑ V_i, (3.2)

где V_i – парциальный объем i -го компонента смеси газов, приведенный к давлению смеси:

V_i = M_i∙R_i∙T / p_СМ, (3.3)

где:

M_i – масса i-го компонента смеси газов;

R_i – удельная массовая газовая постоянная i -го компонента смеси газов;

T – температура (T = T_i = T_СМ).

 

3. Объемная доля i-го компонента смеси газов:

r_i = V_i / V_СМ. (3.4)

Примечание. Для смеси газов: ∑ r_i = 1.

 

4. Парциальное давление i -го компонента смеси газов определяется через объемную долю

p_i = r_i∙ p_СМ. (3.5)

5. Масса смеси газов есть сумма масс i -ых компонент смеси газов:

M_СМ = ∑M_i. (3.6)

где M_i – масса i -го компонента смеси газов.

6. Массовая доля i -го компонента смеси газов

m_i = M_i / M_СМ. (3.7)

Примечание. Для смеси газов: ∑ m_i = 1.

7. Масса киломоля смеси определяется из выражения

μ_СМ = ∑(r_i∙ μ_i), (3.8)

где μ_i – масса киломоля i -го компонента смеси газов.

8. Газовая постоянная смеси газов определяется из соотношения

R_СМ = (μR) / μ_СМ = 8,3145 / μ_СМ. (3.9)

9. Удельный объем смеси идеальных газов (v_СМ) может быть рассчитан из уравнения Клапейрона-Менделеева:

p_СМ∙v_СМ = R_СМ∙T / μ_СМ, (3.10)

10. Правило сложения (аддитивности). Для смеси газов удельная массовая или удельная молярная: энтальпия, энтропия, внутренняя энергия и теплоемкость (изобарная или изохорная), равна сумме величин компонентов, умноженных на их соответствующую долю (объемную или массовую) в смеси газов.

 

Общее правило сложения для массовых величин:

а) через объемные доли: z_СМ = ∑(r_i∙ z_i), (3.11)

б) через массовые доли: z_СМ = ∑(m_i ∙ z_i). (3.12)

 

Общее правило сложения для молярных величин:

а) через объемные доли: Z_СМ = ∑(r_i∙ Z_i), (3.13)

б) через массовые доли: Z_СМ = ∑(m_i ∙ Z_i). (3.14)

 

Здесь: z ≡ h (кДж/кг), s (кДж/(кг∙К)), c (кДж/(кг∙К)), u (кДж/кг) – удельные массовые величины, соответственно: энтальпия, энтропия, теплоемкость (объемная или массовая), внутренняя энергия;

 

Z ≡ H = μh (кДж/кмоль), S = μs (кДж/(кмоль∙К)), С_p = μc_p или С_v = μc_v (кДж/(кмоль∙К)), U = μu (кДж/кмоль) – удельные молярные величины, соответственно: энтальпия, энтропия, теплоемкость (объемная или массовая), внутренняя энергия.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

H 1 1,00794 Водород	Периодическая таблица Менделеева	He 2 4,00260 Гелий
Li 3 6,941 Литий	Be 4 9,01218 Бериллий	B 5 10,811 Бор	C 6 12,011 Углерод	N 7 14,0067 Азот	O 8 15,9994 Кислород	F 9 18,9984 Фтор	Ne 10 20,179 Неон
Na 11 22,9897 Натрий	Mg 12 24,305 Магний	Al 13 26,9815 Алюминий	Si 14 28,0855 Кремний	P 15 30,9737 Фосфор	S 16 32,066 Сера	Cl 17 35,453 Хлор	Ar 18 39,948 Аргон
K 19 39,0983 Калий	Ca 20 40,078 Кальций	Sc 21 44,9559 Скандий	Ti 22 47,88 Титан	V 23 50,9415 Ванадий	Cr 24 51,9961 Хром	Mn 25 54,9380 Марганец	Fe 26 55,847 Железо	Co 27 58,9332 Кобальт	Ni 28 58,69 Никель
Cu 29 63,546 Медь	Zn 30 65,39 Цинк	Ga 31 69,723 Галлий	Ge 32 72,59 Германий	As 33 74,9216 Мышьяк	Se 34 78,96 Селен	Br 35 79,904 Бром	Kr 36 83,80 Криптон
Rb 37 85,4678 Рубидий	Sr 38 87,62 Стронций	Y 39 88,9059 Иттрий	Zr 40 91,224 Цирконий	Nb 41 92,9064 Ниобий	Mo 42 95,94 Молибден	Tc 43 97,9072 Технеций	Ru 44 101,07 Рутений	Rh 45 102,905 Родий	Pd 46 106,42 Палладий
Ag 47 107,868 Серебро	Cd 48 112,41 Кадмий	In 49 114,82 Индий	Sn 50 118,710 Олово	Sb 51 121,75 Сурьма	Te 52 127,60 Теллур	I 53 126,904 Иод	Xe 54 131,29 Ксенон
Cs 55 132,905 Цезий	Ba 56 137,33 Барий	La* 57 138,905 Лантан	Hf 72 178,49 Гафний	Ta 73 180,947 Тантал	W 74 183,85 Вольфрам	Re 75 186,207 Ренетий	Os 76 190,2 Осмий	Ir 77 192,22 Иридий	Pt 78 195,08 Платина
Au 79 196,966 Золото	Hg 80 200,59 Ртуть	Ti 81 204,383 Таллий	Pb 82 207,2 Свинец	Bi 83 208,982 Висмут	Po 84 209,987 Полоний	At 85 222,017 Астат	Rn 86 131,29 Радон
Fr 87 223,019 Франций	Ra 88 226,025 Радий	Ac** 89 227,027 Актиний	Rf 104 [261] Резерфордий	Db 105 [262] Дубний	Sg106 [263] Сиборговий	Bh 107 [262] Борий	Hs 108 [265] Хассий	Mt 109 [266] Мейтнерий	Ds 110 [271] Дармштадий
Rg111 [272] Рентгений

Библиографический список

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М., «Энергия», 1973. – 296с.

2. Ривкин С.Л. Термодинамические свойства газов. Справочник. – 4-е изд., перераб./ С.Л. Ривкин. – М.: «Энергоатомиздат», 1987. – 288 с.

3. Касилов В.Ф. Справочное пособие по гидродинамике для теплоэнергетиков/ В.Ф. Касилов,-М.: Издательство МЭИ, 2000 – 272 с.

4. Основы практической теории горения: учебное пособие для студентов высших учебных заведений/ под ред. В.В. Померанцева. – Л.: Энергия, 1973. – 264 с.

5. Талантов А.В. Горение в потоке/А.В. Талантов. – М.: Машиностроение, 1978. – 159 с.

6. Лариков Н. Н. Теплотехника: учеб. для вузов – 3-е изд., перераб. и доп./ Н.Н. Лариков. – М.: Стройиздат, 1985. – 432 с.

7. Газотурбинная энергетическая установка ГТЭ-110 для ПГУ-325. Руководство по эксплуатации. Ч. 1. Описание и работа (097108000 РЭ)/ НПК «Зоря»- «Машпроект». 2004. – 72 с.

8. Газотурбинная энергетическая установка ГТЭ-110 для ПГУ-325.Использование по назначению. Ч. 2. Описание и работа (097108000 РЭ1)/ НПК «Зоря»- «Машпроект». 2004. – 72 с.

9. Газотурбинная энергетическая установка ГТЭ-110 для ПГУ-325. Техническое обслуживание, хранение, транспортирование,. Ч. 3. Описание и работа (097108000 РЭ2)/ НПК «Зоря»- «Машпроект». 2004. – 72 с.

10. В71107-02РР. Изделие ГТГ-110. Расчет режима номинальной мощности и статические характеристики ГТГ-110, уточненный НПО «Машпроект». 1991. – 52 с.

11. Производственная инструкция по эксплуатации ГТЭ-110/ ОАО «Испытательный стенд Ивановской ГРЭС», г. Комсомольск. ОАО «Ивановские ПГУ». 2005. – 175 с.

12. Котел-утилизатор паровой Е-155/35-7,2/0,7-501/231 (П-88) для ПГУ-325 ОАО «Ивановские ПГУ». Инструкция по эксплуатации. ОАО "Испытательный стенд Ивановской ГРЭС", г. Комсомольск. ОАО «Ивановские ПГУ». 2005. – 36 с.

13. РТМ 24.020.17-73. Методика аэродинамического расчета проточной части осевого компрессора для стационарных установок. – М.: Мин-во тяж., энерг. и трансп. Машиностроения, 1973.

14. Александров А.А. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок: учебное пособие для вузов/ А.А. Александров. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 158 с.

15. Пчелкин Ю.М. Камеры сгорания газотурбинных двигателей/ Ю.М. Пчелкин. – М.: Машиностроение. 1984.

16. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / Под ред. С.В. Цанева.- М.: Издательство МЭИ, 2002. – 584 с.

17. Ольховский Г.Г. Энергетические котлотурбинные установки/ Г.Г. Ольховский. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

18. Производственная инструкция по эксплуатации газового хозяйства ОАО «Ивановские ПГУ», г. Комсомольск. ОАО «Ивановские ПГУ» 2006 – 58 с.

19. НТП-ГТ-2000. Нормы технологического проектирования электростанций с газотурбинными парогазовыми установками. М., РАО «ЕЭС России». 2000 – 94 с.

20. ВНТП 81. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. М., Минэнерго СССР. 1981. – 65с.

21. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Издательство МЭИ, 2003.

22. Костюк А.Г. Турбины тепловых и атомных электрических станций: учебник для вузов – 2-е изд. перераб и дополн./ А.Г. Костюк [и др.]; под ред. А.Г. Костюка, В.В. Фролова. – М.: Издательство МЭИ, 2001 – 488 с.

23. Турбина паровая К-110-6,5 для ПГУ-325. Расчетно-справочные данные (8600001 РР 0201) ЛМЗ – СПб. 2006 – 21 с.

24. Трухний А.Д., Петрунин С.В. Расчет тепловых схем парогазовых установок утилизационного типа: Метод. пособие по курсу «Энергетические установки». – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 24 с.

25. Руководящие указания по тепловому расчету поверхностных конденсаторов мощных турбин тепловых и атомных электростанций – М.: СПО Союзтехэнерго, 1982.

26. Бродов Ю.М. Конденсационные установки паровых турбин: учебное пособие для вузов/ Ю.М. Бродов, Р.З. Савельев. – М.: Энергоатомиздат, 1994.

27. Тепловые и атомные электростанции: справочник, под общей редакцией чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина – 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2003 – 645 с..6 – ил. – (Теплотехника и теплоэнергетика; Кн. 3).

28. РТМ 108.022.11-83. Установки газотурбинные и парогазовые. Расчет и проектирование камер сгорания. Л.: НПО ЦКТИ, 1984.

29. Елисеев Ю.С. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок/ Ю.С. Елисеев [и др.]. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.

30. Конденсатор 110КП-10000-1. Руководство по эксплуатации (1456609 РЭ). – СПб: ОАО «Ленинградский металлический завод», 2005. – 20 с.

31. Методические основы определения энергетических показателей парогазовых теплоэлектроцентралей с котлами-утилизаторами / В.Д. Буров, СВ. Цанев, А.П. Дудко и др. // Вестник МЭИ. – 1999. – № 4. – С.35 – 40.

32. Расчет показателей тепловых схем и элементов газотурбинных и парогазовых установок электростанций / С.В. Цанев, В.Д. Буров, С.Н. Дорофеев и др. М.: Издательство МЭИ, 2000.

33. Соколов В.С. Газотурбинные установки/ В.С. Соколов. – М.: Высшая школа, 1986.

34. Рыжкин, В.Я. Тепловые схемы и показатели газотурбинных и парогазовых электростанций: учебное пособие по курсу «Тепловые и атомные электростанции»/ В. Я. Рыжкин, С.В. Цанев. – М.: Издательство МЭИ, 1980. – 28 с.

35. Методические указания по составлению энергетических характеристик оборудования и определению расчетных удельных расходов топлива газотурбинных электростанций МУ 34-70-072-84/ Утв. Главтехупр. Минэнерго СССР 28.05.84. Разраб. ПО Союзтехэнерго. Срок действия установлен с 01.11.84 – М.: СПО «Союзтехэнерго», 1985.

36. СО 34.30.106-00 (РД 153-34.1-39.106-00). Правила технической эксплуатации газового хозяйства газотурбинных и парогазовых установок тепловых электростанций/ Утв. РАО «ЕЭС России» 28.04.00; Разраб. РАО «ЕЭС России», Горгостехнадзор России, НТЦ «Промышленная безопасность», АО «Теплоэнергопроект», АО «Фирма ОРГРЭС», АО «ВТИ»: Срок действия установлен с 01.03.2001.- М.:СПО ОРГРЭС, 2001. – 87 с.

37. Итинская, Н.И. Топлива, масла и технические жидкости: справочник. – 2-е изд. перераб. и дополн./ Н.И. Итинская, Н.А. Кузнецов.- М.: Агропромиздат, 1989. – 304 с.

38. ГОСТ 23290-78. Установки газотурбинные стационарные. Термины и определения.

39. ГОСТ 21199-82. Установки газотурбинные. Общие технические требования.

40. ОСТ 108022-13-82. Устройства воздухоподготовительные, комплексы для газотурбинных установок.

41. ГОСТ 4.433-86. Установки газотурбинные стационарные. Номенклатура показателей.

42. ГОСТ 27529-87. Установки газотурбинные. Типы. Ряд мощностей.

43. ГОСТ 5542-87. Газы горючие для промышленности и коммунально-бытового назначения. Технические условия.

44. ISO 2314-89. Газовые турбины. Приемочные испытания.

45. ГОСТ 29328-92. Установки газотурбинные для привода турбогенераторов. Общие технические условия.

46. ISO 3977-1:1997. Установки газотурбинные. Термины и определения.

47. ISO 3977-2:1997. Газовые турбины. Нормальные условия и нормальные характеристики.

48. ISO 3977-9:1999. Газовые турбины. Надежность, готовность, надежность в эксплуатации, безопасность.

49. ГОСТ Р 51852-2001 (ИСО 3977-1). Установки газотурбинные. Термины и определения.

50. ГОСТ Р ИСО 11042-1-2001. Установки газотурбинные. Методы определения выбросов вредных веществ.

51. ISO 3977-4:2002. Газовые турбины. Топлива и окружающая среда.

52. ИСО 3977-3:2004). Газовые турбины. Требования к проектированию.

53. ГОСТ Р 52200-20004 (ИСО 3977-2-1977). Установки газотурбинные. Нормальные условия и номинальные показатели.

54. ISO 19860:2005. Газовые турбины. Требования к системам сбора данных и тренд-мониторинг для газотурбинных установок.

55. РТМ 108.020.22-84. Установки парогазовые стационарные. Методика расчета тепловых схем установок и высоконапорных парогенераторов. – Л.: НПО ЦКТИ, 1985.

56. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. Издание официальное. Москва. СПО ОРГРЭС. 2003.

57. В.С. Рабенко, И.В. Будаков, М.А. Алексеев Тепловой расчет двухконтурной установки утилизационного типа. Учебное пособие. ИГЭИ имени В.И. Ленина, 2008.