2. Теплоемкости газовой смеси
Очевидно, чтобы нагреть газовую смесь на ТК, надо нагреть все компоненты смеси на ТК. Следовательно, из уравнений теплового баланса смеси и компонентов:
с
m
T
=
,
откуда с учетом mi / m = gi, теплоемкость смеси
C
=
.
(2.1)
По аналогии – объемная и мольная теплоемкости:
СV0
T
=
,
C
=
,
(2.2)
C
=
C)i
ri. (2.3)
3. Задание
Задана газовая смесь состава (табл. 3.1, 3.2, 3.3) при давлении Р, объемом V при температуре t и в диапазоне температур от t1 до t2.
Определить:
объемный состав смеси, если задан массовый, или массовый состав, если задан объемный или мольный;
кажущуюся молекулярную массу смеси через объемные и массовые доли;
газовые постоянные компонентов и смеси;
парциальные давления компонентов через объемные и массовые доли;
массы компонентов и смеси;
истинные мольную, массовую и объемную теплоемкости при Р = сonst и V = сonst для температуры t:
средние мольную, массовую и объемную теплоемкости при Р = сonst и V = сonst для интервала температур t1 t2 ;
теплоту на нагревание при Р = сonst 2 кмолей, 5 м3 и 7 кг смеси от t1 до t2 .
Т а б л и ц а 3.1
Газовая смесь 1
№ |
Массовый состав смеси, % |
P, |
V, |
t, |
t1 t2, |
|||
п/п |
СО2 |
H2О |
N2 |
воздух |
бар |
м3 |
оС |
оС |
1 |
10 |
5 |
70 |
15 |
1 |
2 |
100 |
100 - 500 |
2 |
20 |
10 |
60 |
10 |
2 |
3 |
200 |
200 - 600 |
3 |
17 |
15 |
50 |
18 |
4 |
5 |
300 |
300 - 700 |
4 |
34 |
6 |
40 |
20 |
6 |
7 |
400 |
400 - 800 |
5 |
39 |
21 |
30 |
10 |
8 |
9 |
500 |
500 - 900 |
6 |
34 |
16 |
20 |
30 |
10 |
1 |
600 |
100 - 1000 |
7 |
40 |
20 |
25 |
15 |
2 |
2 |
700 |
200 - 1100 |
8 |
35 |
10 |
35 |
20 |
3 |
4 |
800 |
300 - 1200 |
9 |
10 |
20 |
45 |
25 |
5 |
6 |
900 |
400 - 1300 |
10 |
5 |
10 |
55 |
30 |
7 |
8 |
1000 |
500 - 1400 |
11 |
15 |
10 |
65 |
10 |
9 |
10 |
1100 |
600 - 1500 |
12 |
20 |
35 |
20 |
25 |
1,5 |
2,5 |
1200 |
700 - 1600 |
13 |
25 |
30 |
30 |
15 |
3,5 |
4,5 |
1300 |
800 - 1700 |
14 |
30 |
25 |
15 |
30 |
5,5 |
6,5 |
1400 |
900 - 1800 |
15 |
40 |
20 |
10 |
30 |
7,5 |
8,5 |
1500 |
1000 - 1900 |
16 |
35 |
15 |
30 |
20 |
9,5 |
10 |
1600 |
100 - 800 |
17 |
45 |
10 |
25 |
20 |
2,5 |
1,5 |
1700 |
200 - 900 |
18 |
50 |
5 |
32 |
13 |
4,5 |
3,5 |
1800 |
300 - 1000 |
19 |
15 |
10 |
35 |
40 |
6,5 |
5,5 |
1900 |
400 - 1100 |
20 |
10 |
15 |
30 |
45 |
8,5 |
7,5 |
2000 |
500 - 1200 |
21 |
5 |
20 |
25 |
50 |
10 |
9,5 |
2100 |
600 - 1300 |
22 |
20 |
25 |
30 |
25 |
1,2 |
2,2 |
2200 |
700 - 1400 |
23 |
25 |
30 |
15 |
30 |
3,4 |
5,6 |
2300 |
800 - 1500 |
24 |
30 |
35 |
10 |
25 |
7,8 |
1,2 |
2400 |
900 - 1600 |
25 |
35 |
40 |
5 |
20 |
2,3 |
3,4 |
2500 |
1000 - 1700 |
Т а б л и ц а 3.2