Короткі теоретичні відомості. Тема: Газові суміші і розрахунок їх параметрів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Тема: Газові суміші і розрахунок їх параметрів.

Мета: Вивчення методики розрахунку параметрів газових сумішей.

 

Порядок виконання роботи

Згідно свого варіанту (табл.1), (табл.2), (табл.3), для газової суміші, (склад якої заданий в таблиці 1), при параметрах суміші (параметри якої заданий в таблиці 3), потрібно визначити:

1. молекулярні маси компонентів суміші (маси 1 кмоля газа в кг);

2. масовий, якщо заданий об’ємний (табл.1), або об’ємний, при заданому масовому (табл.2) склад суміші;

3. газові сталі окремих компонентів суміші;

4. середню молекулярну масу суміші;

5. газову сталу суміші через об’ємні і масові частки суміші;

6. парціальні тиски окремих компонентів;

7. масу суміші і маси окремих компонентів суміші;

8. парціальні об’єми компонентів;

9. густину компонентів суміші і густину суміші;

10. густину суміші при нормальних фізичних умовах.

Таблиця.1

Варіанти завдань

 

Номер залікової книжки	Варіант завдання (табл.2)	Варіант завдання (табл.3)	Номер залікової книжки	Варіант завдання (табл.2)	Варіант завдання (табл.3)
Продовження табл.1

 

Таблиця 2

Варіанти складу суміші та компонентів суміші

 

Склад суміші у об’ємних частках (ri)	Компоненти суміші	Варіант завдання
СО2		-		-			-	-
Н2	-		-			-		-	-	-
СО			-			-		-	-
N2										-
Н2О	-				-		-
SO2	-	-	-	-	-	-	-		-	-
O2		-		-	-		-
Продовження табл.2
Склад суміші у масових частках(mi)	Компоненти суміші	Варіант завдання
СО2		-		-	-		-			-
Н2	-		-			-		-
СО		-	-		-	-		-
N2
Н2О	-			-	-		-		-	-
SO2		-	-			-	-	-	-
O2	-			-					-	-

 

Таблиця 3

Варіанти параметрів суміші

 

Параметри суміші	Компоненти суміші	Варіант завдання
Тиск Pсм, (кПа)
Об’єм Vсм , (м3)
Темпера-тура, tсм, (0С)

 

Короткі теоретичні відомості

Суміш ідеальних газів, які хімічно не взаємодіють між собою, називається ідеальною газовою сумішшю.

Склад газової суміші визначається кількістю кожного з газів, що входять до суміші, і може бути заданим масовими чи об’ємними частками.

Масова частка визначається відношенням маси окремого газа до маси всієї суміші:

(1)

 

де: М_і - маса і -го газа, кг; М_см - маса суміші, кг.

Очевидно, що:

 

 

Об’ємною часткою газа називають відношення об’єму кожного компонента суміші до об’єму всієї газової суміші при умові, що об’єм кожного компонента віднесений до тиску і температури суміші (зведений об’єм):

 

(3)

 

де: V_i - зведений об’єм і -го газа, м³; V_см - загальний об’єм суміші, м³.

Справедливі співвідношення:

 

 

1. Молекулярні маси m_і компонентів заданої суміші визначаються за допомогою таблиць фізико-хімічних властивостей газів, або з довідників з хімії.

2. Для перерахування об’ємних часток у масові застосовують формулу:

 

 

де: m_і - молекулярна маса і -го газу суміші.

 

Для перерахування масових часток у об’ємні застосовують формулу:

 

 

перевірка:

 

3. За формулою розраховуємо газові сталі компонентів суміші.

 

 

4. Середню молекулярну масу суміші розраховують:

а)через об’ємні частки:

 

 

б) через масові частки:

 

 

5. Газові сталі суміші розраховують за двома формулами:

 

 

та:

 

 

6. Парціальні тиски компонентів можна розраховувати за формулою:

 

 

або через масові частки за формулою:

 

 

7. Масу всієї суміші визначають з рівняння стану, що відповідає параметрам суміші:

 

(14)

 

маси окремих компонентів - за формулою:

 

 

8. Парціальні об’єми компонентів при P_см і T_см:

 

. (16)

 

9. Густину компонентів суміші при їх парціальних тисках Р_і і температурі суміші Т_см розраховують за формулою:

 

 

а густину суміші при Р_см і Т_см визначають за формулою:

 

 

10. Густину суміші при нормальних фізичних умовах знаходять за формулою:

 

 

або:

 

 

де: (кг/м³) - густина і -го компонента при нормальних фізичних умовах,
22,4 (м³/кмоль) – об’єм 1 кмоля газа при нормальних фізичних умовах.

Перевірку правильності проведених розрахкнків здійснюють за формулою: