С.Л. Ривкин - Термодинамические свойства газов (850979), страница 5
Текст из файла (страница 5)
1,8 + 0 , 6 + 0,124 ( 4 7 , 5 + 0,907. 8,0)] = 0,221 м3/м3;объем двухатомных газовVRt = 0,79L 0 + 0,01N2 = 0,79 . 0,907 + 0,01 . 57,6 = 1,293 м 3 /м 3 ;суммарный объем продуктов сгорания1/о ==y ROg +_ у н ? 0 +=0,311 + 0,221 + 1,293 = 1,825 м3/м3.Рис. 4Объемный состав продуктов сгорания при а = 1 :r(R02) = г V(Н22 0) ='г v(R22/) =^= 0,1704;1,8251,825= 0,1211;= 0,7085.3. По найденному составу и значениям энтальпии и логарифма относительного давления отдельных компонентов, приведенным в табл.II.2—11.6, определим для разных температур с интервалом 50—100°Сзначения энтальпии и логарифма относительного давления для продукта сгорания при α = 1 (примем, что R 0 2 представляет собой диоксидуглерода, так как содержание S 0 2 в газе незначительно).22Воспользуемся для этого правилом смешения:На=1 = # ( С 0 2 ) .
г (R02) + Я ( Я 2 О ) . г ( Н 2 0 ) + Η (N'2) · г (R a ),кДж/кмоль,(lg π 0 ) α = 1 = lg π 0 ( C 0 2 ) . r (R0 2 ) + lg π 0 ( H 2 0 ) . г ( Я 2 0 ) + lg π 0 (Ν*2). г (R 2 ).4. Теперь можно построить кривые энтальпии и логарифма относительного давления для продуктов сгорания при α = 1 и для воздуха вфункции температуры, откладываемой по горизонтальной оси диаграммы.
Интервал между кривыми энтальпии следует разделить на 10 (или20) частей и соответствующие точки деления соединить плавными кривыми. Эти кривые будут соответствовать продуктам сгорания, содержащим 90, 80, 70,10% (или 95, 90, 85; 80;5 % ) воздуха по объему(если счет вести от кривой для воздуха).Аналогичным образом можно построить промежуточные кривые логарифма относительного давления К5.
Д л я удобства пользования диаграммой остается нанести:а) прямую μ/?Γ в функции температуры, причем для этого достаточно определить значения μ/?Γ [μ/? = 8,31441 к Д ж / ( к м о л ь - К )длядвух-трех температур];б) кривую зависимости г п от а. Д л я построения этой кривой необходимо найти значения г в для α = 2, 3,15 по формулеГв =V01-Ш0.124ΜΛ1 .100:Jуо— — 1 .
1 0 0 о/0.V° + 1,01L0о (a—1)JНапример, при a = 6 для газа подземной газификацииГВ =1001,825825 +1,01 · 0,907 (6—1) _= 71,5%.По найденным значениям г в в зависимости от α следует построитьв удобном масштабе кривую, откладывая α по горизонтальной оси (см.диаграмму для газа подземной газификации, представленную нарис. 4);в) кривую или шкалу логарифмов чисел lg φ; ее следует строить втом ж е масштабе, что и для логарифмов относительных давлений;г) две прямые для определения молекулярной массы μ и плотностигазообразного продукта сгорания, отнесенной к нормальным условиям,р, кг/м 3 .Д л я построения этих прямых нужно определить μ продуктов сгорания при α = 1 по найденному выше составу, пользуясь формулой^пр.с = 44,01г (С0 2 ) + 18,016г ( Н 2 0 ) + 28,15г (N2)(при расчете данных для построения диаграммы следует приниматьзначения Η и l g j t 0 для атмосферного азота, молекулярная масса которого μ = 28,15).В нашем случаеμ πρ с = 44,01 .
0,1704 + 18,016.0,1211 + 2 8 , 1 5 . 0 , 7 0 8 5 = 29,62;молекулярная масса влажного воздуха μ = 28,86.1Поскольку I n J I 0 = S ° I R , описываемая диаграмма эквивалентнадля моля идеального газа.Т,S-диаграмме23Отложив в удобном масштабе по горизонтали значения молекулярных масс, нанесем две точки: одну, соответствующую молекулярноймассе воздуха при г в = 1 0 0 % , и другую, соответствующую молекулярной массе продукта сгорания, рассчитанной выше при г в = 0 ( а = 1 ) .Соединив эти точки прямой, можем определить молекулярную массупродукта сгорания при любом г в , т.
е. при любом значении а.Аналогично строим кривую р.В удобном масштабе по горизонтали откладываем значения ρ и наносим две точки: одну, соответствующую ρ воздуха (ρΒ = μ Β /22,4146 == 28,86/22,4146 = 1,288 кг/м 3 ) и другую, соответствующую ρ продуктовсгорания при α = 1 (рпр.с = 29,62/22,4146= 1,322 кг/м 3 ).Соединив эти точки, получим прямую для определения ρ продуктовсгорания данного топлива при любом избытке воздуха.Следует отметить, что диаграмма для продуктов сгорания данноготоплива при любом избытке воздуха может быть построена не на1 кмоль, а на 1 кг газа. Для этого необходимо только определить энтальпию на 1 кг продукта сгорания топлива при α = 1 и 1 кг влажноговоздуха (разделить мольную энтальпию газа на соответствующую молекулярную массу) и в качестве параметра принять не объемное содержание воздуха в продуктах сгорания при данном избытке воздуха, амассовую его долю.
Логарифм относительного давления не изменится, апостроение диаграммы останется таким же, как и для моля газа.ПРИМЕРЫ ПОЛЬЗОВАНИЯ ДИАГРАММОЙПример 1. Воздух, всасываемый в компрессор при давлении Ρι = 0,1 МПа итемпературе £i = 20°C, сжимается до давления 0,5 МПа. Определить теоретическуюработу сжатия и внутренний относительный КПД, если температура воздуха в концесжатия равна ^ = 220 °С.• Р е ш е н и е . Ход расчета показан на рис. 3.1.
По кривой энтальпии μΗ = Η диаграммы находим мольную энтальпию воздуха, соответствующую температуре 11 = 20 °С:Hi = 8500 кДж/кмоль.На кривой l g j t o находим точку lgJioi, соответствующую той же температуре.2. От этой точки вверх откладываем отрезок, соответствующий логарифму сте>р20,5пени изменения давления l g — = l g — ~ , и по горизонтали от конца этого отрезка наΡι0,1ходим на кривой l g j t 0 значение lgJt 0 2«, на кривой μΗ = Η — энтальпию H2S, а затеми температуру воздуха в конце адиабатного процесса t2s:t2S •= 190 °С; # 2 S = 13 480 кДж/кмоль.3. Теоретическая работаДЯ а Д = 13 480 — 8500 = 4980 к Д ж / к г .4.
Энтальпия воздуха в конце действительного процесса при— 220 °С,#2 = 14 360 кДж/кмоль.5. Действительная работаД Я д = 14 360 — 8500 = 5860 к Д ж / к г .6. Внутренний относительный К П Д процесса сжатия4980^=w=0·848·Пример 2. По условиям предыдущего примера определить изменение внутреннейэнергии воздуха в действительном процессе и мольные объемы воздуха в начале иконце сжатия.24Р е ш е н и е . Изменение внутренней энергииAU=A H -{[iRT2—^RTi).По линии μ/?7\нанесенной на диаграмму, определим значения \iRT2соответствующие температуре воздуха в конце и начале процесса:и μ/?Γ,,μ # Γ 2 = 4100 кДж/кмоль;\iRT1 = 2450 кДж/кмоль;AU = 5860 — (4100 — 2450) = 4210 кДж/кмоль.Мольный объем воздуха, м 3 /кмоль, в начале процесса сжатияVi = pRT1/p1,и в конце процесса сжатияV2 = }xRT2!p2(здесь \kRT нужно подставить в Дж/кмоль, а давление — в П а ) .Мольные объемы:2450-1О3Vι =К2 =0,МО 64100·10 30 , 5 -10*- - 2 4 , 5 м 3 /кмоль;= 8 , 2 0 м 3 /кмоль;j Пример 3.
Определить теоретическую работу расширения продукта сгорания газаподземной газификации при α = 7, имеющего температуру ^ = 600 °С при давленииPi = 0,7 МПа, если конечное давление р2 равно 0,1 МПа. Найти плотность газа, отнесенную к нормальным условиям, при указанном значении а .Р е ш е н и е . Ход расчета показан на рис. 4.По кривой г в определим г в , соответствующее значению α = 7:гв = 7 5 % .Находим на диаграмме кривые μ/ι и lgJt 0 , соответствующие значению г в , ближайшему к найденному значению; для температуры 600 °С находим интерполяциейΗγ == 26 670 кДж/кмоль;lg л 0 1 = 2,870.От точки lgjt 0 i вниз откладываем отрезок, равный lgpi/p 2 , т.
е. lg 0,7/0,1, отсчитанный по шкале lgcp.По горизонтали от конца этого отрезка находим точку lgjt 02 s = 2,025 и затемнаходим соответствующие этому значению температуру газа t2s = 253 °С в конце расширения и энтальпию газаH2S=\ih2S—15 560 кДж/кмоль.Теоретическая работа расширения моля газаД Я а Д — Ну — H2S = 26 670 — 15 560 = 11 110 кДж/кмоль.Найдем молекулярную массу газа и его плотность, отнесенную к нормальным условиям.
По прямым μ и ρ находим для α = 7:μ = 29,06;ρ = 1,296 кг/м 3 .Теоретическая работа расширения 1 кг газаД Л а д = П 210/29,06 = 385,8 к Д ж / к г .Пример 4. По условиям предыдущего примера определить внутренний относительный К П Д и изменение энтропии в процессе, если температура в конце действительного процесса расширения ^==305 °С.Р е ш е н и е . Д л я температуры /2 = 305°С находим энтальпию в конце действительного процесса расширения# 2 = μΛ2 = 17 230 кДж/кмольи логарифм относительного давленияl g j i 0 2 = 2,180.25Тогда действительная работаД Я д = H i — Я2 = 26 670 — 17 230 = 9440 к Д ж / к м о л ь ,а КПДη οΛ = 9440/1 И10 = 0 , 8 5 0 .Изменение энтропии определится по найденным значениям lgjt 0 следующим образом:S2 — Sl = μ$ 2 — μει = 19,144 ( l g π 0 2 — lg π 0 , 5 ) == 19,144 ( 2 , 1 8 0 — 2 , 0 2 5 ) = 19,144 .
0 , 1 5 5 = 2,967 к Д ж / ( к м о л ь · К)СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Ривкин С. Л. Таблицы термодинамических свойств газов. М.—Л.: Госэнергоиздат, 1953.2. Ривкин С. Л. Термодинамические свойства газов. — М.: Энергия, 1964.3. Литвин А. М. Техническая термодинамика. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1958,1963.4. Сборник задач по технической термодинамике / Т. Н. Андрианова, Б. В. Дзампов, В. Н .
Зубарев, С. А. Ремизов. — М.: Энергия, 1971.5. К а л а ф а т и Д . Д . Анализ методов расчета адиабатного процесса смеси газов потаблицам и д и а г р а м м а м . Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1965, № 8.6. Ривкив С. Л. Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания топлив. — М.—Л.: Госэнергоиздат, 1954, 1962.7. Ривкин С. Л. Термодинамические свойства газов. — М.: Энергия, 1973.III.
ТАБЛИЦЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВРАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВТ а б л и ц а III.1. ВОЗДУХμ = 28,970tΤСРVcpib —s—50223,151,002029,0260,715020,712-25248,151,002329,0360,715320,7221,4010273,151,002829,0500,715820,7361,4011,401.25298,151,003829,0790,716820,7651,40050323,151,005329,1230,718320,8091,40075348,151,007329,1810,720320,8671,398100373,151,009829,2550,722820,9411,397125398,151,012829,3420,725921,0281,395150423,151,016329,4420,729321,1281,394175448,151,020229,5540,733221,2401,391200473,151,024429,6770,737421,3631,389250523,151,033929,9520,746921,6381,384300573,151,044530,2600,757521,9461,379350623,151,055930,5890,770022,3061,371400673,151,067830,9330,780822,6191,368450723,151,079831,2820,792822,9681,362500773,151,091831,6300,804823,3161,357550823,151,103631,9720,816623,6581,352600873,151,115032,3010,828023,9871,347650923,151,125832,6150,838824,3011,342700973,151,136132,9120,849124,5981,3387501023,151,145733,1900,858724,8761,3348001073,151,154633,4490,867625,1351,3318501123,151,162933,6900,876025,3761,3289001173,151,170733,9140,883725,6001,3259501223,151,177934,1230,890925,8091,32210001273,151,184634,3180,897626,0041,32010501323,151,190934,5010,903926,1871,31811001373,151,196934,6730,909926,3591,31511501423,151,202534,8370,915526,5231,31412001473,151,207934,9930,920926,6791,31212501523,151,213035,1400,926026,8261,31013001573,151,217935,2820,930926,9681,30813501623,151,222535,4150,935527,1011,30714001673,151,226835,5400,939827,2261,30514501723,151,230935,6580,943927,3441,30415001773,151,234735,7680,947727,4541,30327ТаблицаΤthиπ0III.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
