Anna niiden sekoittua n kemiallisesti ei-vuorovaikutteisia keskenään ihanteellinen kaasut. Oletetaan, että kaikkien komponenttien alkuvaiheen termodynaamiset parametrit tilan ennen sekoitusta ja sekoitusolosuhteet (vuorovaikutusolosuhteet ympäristön kanssa) tunnetaan. Halusi löytää tasapaino kaasujen tilan parametrit sekoituksen jälkeen.
Tarkastellaan kahta sekoitustapausta yksinkertaisuuden vuoksi olettaen, että tämä prosessi tapahtuu ilman lämmönvaihtoa ympäristön kanssa .
2.1. Sekoitus klo W=Vakio
Tässä tapauksessa sekoitusolosuhteet ovat sellaiset, että tuloksena olevan seoksen tilavuus W cm on yhtä suuri kuin seoksen komponenttien alkutilavuuksien summa W H i:
(ei sekoita W H i osittaisilla volyymeillä Wi, käsitellään kohdassa 1.4.3.)
Merkitse:
P H i- alkupaine i th kaasu;
T H i,t H i– aloituslämpötila i kaasua vastaavasti nollaan Vastaanottaja tai 0 Kanssa.
Koska alkaen koko järjestelmä n kaasuja sekoitettuna olosuhteissa W=Vakio ei suorita ulkoista työtä, niin termodynamiikan ensimmäisen lain mukaisesti tässä tapauksessa () voimme kirjoittaa:
Tässä: U cm on massan omaavan kaasuseoksen sisäenergia m cm kiloa
lämpötilan kanssa T 0 K;
U H i- sisäinen energia i- kaasumassa m i kiloa
alkulämpötilan kanssa T H i .
Otetaan käyttöön merkintä:
u cm on kaasuseoksen sisäinen ominaisenergia lämpötilassa T 0 K;
u hei - spesifistä sisäistä energiaa i-th kaasu alkulämpötilalla T H i .
Sitten yhtälö (2.1.1) saa seuraavan muodon:
(2.1.2)
Kuten hyvin tiedetään, ihanteellinen kaasu du=C v dT, mistä, kun lasketaan sisäinen energia 0 0 K voidaan kirjoittaa:
Tässä: - alueen keskiarvo 0 T 0 K kaasuseoksen isokorinen massalämpökapasiteetti;
Keskimääräinen alueella 0 T H i 0 K massan isokorinen lämpökapasiteetti i th kaasua.
Kun (2.1.3) on korvattu osalla (2.1.2), saadaan:
Mutta kohdan 1.4.10 mukaisesti kaasuseoksen todellinen massan lämpökapasiteetti ilmaistaan komponenttien massaosuuksina gi ja niiden todelliset lämpökapasiteetit seuraavasti:
Vastaavasti alueen keskiarvo 0 T 0 K Kaasuseoksen isokorinen lämpökapasiteetti määritellään seuraavasti:
Kun tämä lauseke korvataan yhtälön (2.1.4) vasemmalla puolella, saadaan:
mistä (2.1.5)
Koska tilayhtälöstä , sitten substituution jälkeen m i yhtälöön (2.1.5) saadaan lopuksi seoksen lämpötilan kaava n kaasut:
Kuten tiedetään, kaava (2.1.6) voidaan kirjoittaa seuraavassa muodossa:
(On muistettava, että tuote on keskiarvo alueella 0- T H i 0 Kmolaarinen isokorinen lämpökapasiteetti i kaasu.)
Viitekirjallisuudessa alueella on usein annettu lämpökapasiteetin empiirisiä riippuvuuksia lämpötilasta 0 t 0 С .
Sen jälkeen kun (2.1.8) ja (2.1.9) on korvattu yhtälöllä (2.1.2), saadaan:
Vaihtaminen m i sen arvo , saadaan lopulta kaava kaasuseoksen lämpötilalle asteina Celsius :
ilmaiseva R i molekyylipainon kautta saamme toisen kaavan:
Kaavojen (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) ja (2.1.11) nimittäjät sisältävät keskimääräiset lämpökapasiteetit, joille seoksen lämpötilaa käytetään keskiarvon ylärajana ( t tai T) olla päättäväinen. Tästä johtuen seoksen lämpötila määritetään näiden kaavojen mukaisesti peräkkäisten approksimaatioiden menetelmä .
2.1.1. Erityistapaukset kaasujen sekoittamisesta klo W=Vakio
Tarkastellaan useita kaavojen (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) ja (2.1.11) erikoistapauksia.
1. Sekoitetaan kaasuja, joissa adiabaattisen eksponentin riippuvuus K i lämpötila voidaan jättää huomioimatta.
(Itse asiassa Vastaanottaja laskee lämpötilan noustessa, koska
missä s o r , a ovat empiirisiä positiivisia kertoimia.
Teknisiä laskelmia varten alueella 0 - 2000 0 С voit käyttää seuraavia kaavoja:
a) kaksiatomisille kaasuille Vastaanottaja 1,40 - 0,50 10 -4 t;
b) palamistuotteet Vastaanottaja 1,35 - 0,55 10 -4 t.
Näistä kaavoista voidaan nähdä, että lämpötilan vaikutus adiabaattiseen eksponenttiin Vastaanottaja tulee havaittavissa vain satojen celsiusasteiden luokkaa olevissa lämpötiloissa.)
Jos siis oletetaan niin
silloin kaava (2.1.6) saa seuraavan muodon:
Kaavaa (2.1.12) voidaan käyttää ensimmäisenä likiarvona kaavoille (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) ja (2.1.11)
2. Sekoita kaasuja, joissa molaariset isokoriset lämpökapasiteetit ovat yhtä suuret ja näiden lämpökapasiteettien riippuvuus lämpötilasta voidaan jättää huomiotta, eli:
Sitten yhtälö (2.1.7) saa hyvin yksinkertaisen muodon:
Jos kaasuilla on samat molaariset isokoriset lämpökapasiteetit, niin Mayerin yhtälön mukaisesti
molaaristen isobaaristen lämpökapasiteettien on oltava keskenään yhtä suuret, ja näin ollen myös adiabaattisten eksponentien on oltava samat, ts.
Tässä ehdossa yhtälö (2.1.12) muuttuu (2.1.13).
2.1.2. Paine kaasujen sekoituksen jälkeen klo W=Vakio
Kaasujen sekoittamisen jälkeen muodostunut paine voidaan määrittää joko 1.4.2 kohdan kaavoilla tai ehdolla:
R cm W cm = m cm R cm T= m cm T.
Anna erillisiin termostoituihin astioihin samassa paineessa p on kaasuja MUTTA ja AT otettu imoleina. Kun nämä astiat yhdistetään, tapahtuu kaasujen spontaania sekoittumista, kunnes kaasuseoksen homogeeninen koostumus muodostuu koko järjestelmän tilavuuteen. Oletetaan, että alkukaasut ja niiden seokset noudattavat ihanteellisten kaasujen tilayhtälöitä. Sitten, pitäen samalla vakiona kokonaiskaasun paine p kaasujen osapaineet tuloksena olevassa seoksessa ovat yhtä suuret kuin
Kun ihanteellisia kaasuja sekoitetaan, lämpövaikutuksia ei synny, joten kaasujen ja termostaatin välillä ei tapahdu lämmönvaihtoa ja järjestelmän entropian muutos määräytyy täysin järjestelmän sisällä tapahtuvien prosessien peruuttamattomuudesta.
Halutun entropian muutoksen löytämiseksi on välttämätöntä vastustaa kuvattu spontaani prosessi henkisen tasapainon siirtymällä järjestelmän samojen alku- ja lopputilojen välillä.
Kaasujen tasapainoiseen sekoittamiseen käytämme erityistä hypoteettista laitetta, analogisesti kemostaatti-nimisen termostaatin kanssa. . Tämä laite koostuu termostaattiohjatusta sylinteristä, joka on varustettu männällä, joka liikkuu ilman kitkaa; sylinterin pohjassa on kalvo, joka läpäisee selektiivisesti vain tiettyä yksittäistä kemiallista ainetta; jälkimmäinen erottaa kemostaattiin ladatun yksittäisen aineen toisessa astiassa sijaitsevasta tutkitusta aineseoksesta. Toisin kuin termostaatti, joka on suunniteltu ylläpitämään tiettyä siihen upotetun kehon lämpötilaa tai lämmittämään tai jäähdyttämään sitä tasapainotilassa kemostaatin avulla, tietyn yksittäisen aineen kemiallisen potentiaalin tietty arvo tutkittavien aineiden seos säilytetään, samoin kuin tasapainon syöttö ja aineen poistaminen seoksista. Kemiallinen potentiaali i -Kemostaatin gokemiallinen komponentti määräytyy ainutlaatuisesti lämpötilan mukaan T ja painetta mäntään. Männän painetta muuttamalla on mahdollista muuttaa tietyn komponentin siirtymissuuntaa selektiivisen kalvon läpi: jos komponentin kemiallinen potentiaali on tutkittavassa seoksessa, niin klo , aine syötetään Seos, klo , se poistetaan seoksesta, ja klo , kemiallinen tasapaino säilyy kemostaatin ja seoksen välillä. Kvasitasapainoinen muutos seoksen koostumuksessa vastaa aineen diffuusiosiirtoa kalvon läpi kalvon molemmilla puolilla olevan kemiallisen potentiaalin arvojen hyvin pienen eron vaikutuksesta.
Ihanteellisen kaasun kemiallinen potentiaali, riippumatta siitä, onko kaasu yksittäisessä tilassa vai seoksena muiden ideaalikaasujen kanssa, ilmaistaan yksinkertaisella suhteella, jossa p i on joko puhtaan kaasun paine tai sen osapaine seoksessa. Siksi, kun ihanteellinen kaasu siirretään puoliläpäisevän kalvon läpi, seoksen ja kemostaatin väliselle tasapainolle on tunnusomaista kemostaatin paineen ja seoksen kaasun osapaineen yhtäläisyys.
Riisi. 2.3. Kahden kaasun tasapainosekoitus kemostaattien avulla: a on järjestelmän alkutila; b– järjestelmän tila kaasujen isotermisen laajenemisen jälkeen; sisään– lopullinen tila kaasujen sekoittumisen jälkeen kalvojen läpi; 1 – kemostaatit yksittäisille kaasuille A ja B ; 2 – puoliläpäisevät kalvot; 3 - astia kaasujen tasapainoiseen sekoittamiseen.
Ihanteellisten kaasujen tasapainosekoitus A ja B suoritetaan termostaattiohjatussa järjestelmässä, joka koostuu kahdesta yksittäisten komponenttien kemostaatista A ja B, kytketty kolmanteen astiaan - tuloksena olevan seoksen kerääjä, joka on varustettu kemostaateilla liikkuvalla männällä (kuva 2.3).
Olkoon kemostaattien alkuhetkellä vastaavasti moolia komponenttia A ja komponentin moolit B saman paineen alla p
; seoksenkerääjän mäntä on nolla-asennossa (männän alla olevan kaasun tilavuus on nolla). Sekoitusprosessi suoritetaan kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa suoritamme kaasujen reversiibelin isotermisen laajenemisen A ja B; samalla kun paine A vähennämme alkaen p
asetettuun paineeseen ja paineeseen asti B vastaavasti alkaen p
ennen . Kaasujen käyttämät tilavuudet ensimmäisessä ja toisessa kemostaatissa muuttuvat arvosta arvoon ja vastaavasti välillä. Ensimmäisessä kemostaatissa laajenevan kaasun tekemä työ on 
; toisessa 
. Näin ollen ensimmäisessä vaiheessa koko työ suoritetaan hypoteettisessa laitteessamme. Koska ihanteellisen kaasun isotermisen laajenemisen aikana sen sisäinen energia ei muutu, määrätty työ suoritetaan termostaatin vastaavan lämmönsyötön takia. Tästä syystä järjestelmän entropian palautuva muutos on yhtä suuri kuin
Prosessin toisessa vaiheessa (todellinen sekoitus) johdamme kaasut kemostaateista valikoivien kalvojen läpi seoksenkerääjään kolmen männän synkronoidulla liikkeellä. Samanaikaisesti kummassakin männässä ylläpidetään vakiopainetta sekä kemostaateissa että kollektorissa, mikä varmistaa kaasujen tasapainon kulkeutumisen kalvojen läpi (tarkemmin sanottuna kerääjään syntyy paine, joka on hieman vähemmän kuin p , säilyttäen samalla nollasta poikkeavan käyttövoiman diffuusiolle kalvojen läpi). Sekoitusprosessin kääntyvyys tässä tapauksessa varmistetaan mahdollisella synkronisella muutoksella kaikkien kolmen männän liikesuunnassa, mikä johtaisi seoksen käänteiseen erottumiseen yksittäisiksi komponenteiksi. Toimenpiteen päätyttyä seos ottaa luonnollisesti tilavuuden keräilijässä.
Koska ihanteellisten kaasujen tapauksessa sekoitukseen ei liity lämpövaikutusta, laitteemme ja termostaatin välillä ei tapahdu lämmönvaihtoa toiminnan toisessa vaiheessa, . Näin ollen järjestelmän entropiassa ei ole tässä vaiheessa muutosta, .
On hyödyllistä varmistaa suoralla laskennalla, että kaasujen työ toisessa vaiheessa on nolla. Työtä todellakin kuluu mäntien liikuttamiseen kemostaateissa, kun taas samaan aikaan kaasut tuottavat saman määrän työtä keräimessä. Täältä.
Joten entropian kokonaislisäys kaasuja sekoitettaessa määräytyy lausekkeella (2.9), . Jos sekoituksen tasapainoversiossa tämä lisäys liittyy lämmön käänteiseen syöttöön ja vastaavan työmäärän tuottamiseen 
, sitten kaasujen suoralla (palautumattomalla) sekoituksella tapahtuu sama entropian kasvu johtuen sen muodostumisesta järjestelmän sisällä; järjestelmä ei toimi yhtään.
Korvauksen (2.8) jälkeen lauseke (2.9) voidaan kirjoittaa uudelleen muotoon
. (2.10)
Tälle suhteelle on annettu pakollinen paikka termodynamiikan kursseilla sen näennäisen paradoksinsa vuoksi. On huomionarvoista, että entropian muutokselle (ideaalikaasuja sekoitettaessa!) ei ole väliä mitä mihin sekoitetaan, ja myös missä paineessa ja lämpötilassa. Pohjimmiltaan tässä on epävirallinen johdannainen (2.10).
Täydennetään johdannaista (2.10) sen hyödyllisillä seurauksilla. Esittelyssä komponenttien mooliosuudet 
ja saamme lausekkeen entropian muutokselle 1 moolia saatua seosta kohti:
. (2.11)
Tämän funktion maksimi osuu ekvimolaariseen kaasuseokseen, 0,5.
Aineseosten erotteluteorian kannalta on mielenkiintoista jäljittää entropian muodostumisen muutos, kun siihen lisätään riittävän suuri määrä moolia komponenttia. B yhteen mooliin komponenttia A. Olettaen (2.10) ja , saamme
Johdattaessa (2.12) käytimme logaritmisen funktion matemaattista esitystä
.
Kaava (2.12) osoittaa, että seoksen peräkkäiseen laimennukseen liittyy ääretön entropian kasvu per mooli epäpuhtauskomponenttia.
Kaava (2.10) antaa entropian lisäyksen integraaliarvon sekoitettaessa rajallisia määriä kaasua. Jotta saataisiin kompakti differentiaalilauseke, joka on samanlainen kuin kaava (2.7) lämmönsiirrolle, modifioimme komponenttien sekoitusmallia (katso kuva 2.4). Oletetaan, että sekoittuminen tapahtuu molempia komponentteja läpäisevän kalvon kautta tai riittävän kapean venttiilin kautta, joka erottaa seoksilla täytetyt astiat A ja B erilainen koostumus. Järjestelmä on termostaattiohjattu ja molemmissa astioissa ylläpidetään vakiopainetta mäntien avulla. p . Rajoitetulla sekoitusnopeudella kunkin astian seoksen koostumusta voidaan pitää yhtenäisenä koko astian tilavuudessa. Siten tämä järjestelmä on samanlainen kuin lämmönvaihtojärjestelmä, jossa on heikosti johtava välilevy.
Luku 9. Yleistä kaasujen sekoittamisesta.
Luvun tavoitteet ja tavoitteet:
Opi paloturvallisuussäännöt työskennellessäsi hapen kanssa
Opi hapen käsittelyä ja käsittelyä koskevista säännöistä
Opi "40 % säännön" soveltamisesta
Tutustu erilaisiin kaasunsekoitusjärjestelmiin.
Uusia termejä tässä luvussa.
Syttyvä (syttyvä) kolmio
Happiyhteensopiva voiteluaine
Adiabaattinen lämmitys (dieselprosessi)
happipuhdistus
40 % sääntö
Osapainesekoitus
Jatkuva virtaussekoitus
Imeytyminen imukykyisen aineen säännöllisellä puhdistuksella
kalvoerotus.
Sukeltajana, joka käyttää rikastettuja seoksia sukelluksissaan, sinun pitäisi pystyä hankkimaan näitä seoksia. Sinun ei tarvitse osata valmistaa nitroksia itse, mutta sinun tulee ymmärtää niiden valmistustapa ja olla tietoinen nitroksin käytön asettamista laitteidesi puhdistusvaatimuksista. Tässä luvussa käydään läpi joitakin yleisesti käytettyjä rikastusmenetelmiä ja käsitellään niiden etuja ja haittoja. Hengittämäsi seoksen happipitoisuuden tulee olla oikea.
1. Käsittely ja työskentely hapen kanssa.
Happi on hämmästyttävä kaasu. Hän voi olla sekä ystävä että vihollinen. Kun kaasuja sekoitetaan sukelluskäyttöön, käyttäjän on saatava korkeapaineseoksen sopiva happipitoisuus. Tämä voidaan tehdä sekoittamalla puhdasta happea typen tai ilman kanssa tai poistamalla osa typestä ilmasta. Suurin ongelma korkeapaineisen hapen sekoittamisessa on palovaara. Kaikki, mikä ei ole täysin hapettunut - mikä tarkoittaa käytännössä mitä tahansa - palaa korkeapaineisessa hapessa, kun sytytyslähde on läsnä. Seoksia käsiteltäessä on jonkin verran riskiä, mutta paljon suurempi riski on puhdasta puristettua happea käsiteltäessä. Rikastettuja seoksia käyttävän sukeltajan ei tarvitse kyetä käsittelemään puhdasta happea, mutta hänellä tulee olla jonkinlainen käsitys siihen liittyvistä riskitekijöistä, kun happea tulee käyttöön, kun sukeltajan toiminta monimutkaistuu ja laajenee.
2. Syttyvä (palovaarallinen) kolmio.
Tulipalon ehkäisemiseksi on tiedettävä, mitkä ainesosat aiheuttavat ja ylläpitävät tulipalon. Nämä komponentit on esitetty kuvassa.
niin sanotun "syttyvän tai palovaarallisen kolmion" muodossa. Tulipalo on nopea kemiallinen reaktio polttoaineen ja hapen (hapettimen) välillä, joka voi tapahtua vain sytytyslähteen (lämmön) läsnä ollessa. Hapetus voi tapahtua ilman syttymistä, kuten esimerkiksi ruosteprosessissa. Tulipalo syttyy, kun on olemassa sytytyslähde (lämpö). Sytytyksen jälkeen palamisen kemiallisen reaktion aikana vapautuu energiaa (lämpöä), joka tukee edelleen palamista. Jos poistamme yhden aineosista (polttoaine, happi, sytytyslähde), tulipalo ei voi syntyä. Jos kaikki kolme komponenttia eivät siis ole läsnä samanaikaisesti, syttyminen estyy. Jos liekki on jo olemassa, yhden komponentin poistaminen saa liekin sammumaan. Nämä ovat palontorjuntateorian perusteet. Toinen tärkeä seikka on se, että palon täytyy levitä, jotta se voi jatkua. Joskus halu levittää tulta lisätään jopa toisena komponenttina yllä olevaan "kolmioon".
3. Happi.
Jäljempänä käsitellyissä tilanteissa happea on suurempina pitoisuuksina kuin sen pitoisuus ilmassa. Tämä tarkoittaa, että "palavassa kolmiossa" oleva hapetin on aina oletusarvoisesti läsnä, eikä sitä voida poistaa tästä "palokaavasta". Kaikki tietävät, että ilmakehän happi voi sopivissa olosuhteissa osallistua aktiivisesti palamisreaktioon, joten ei pitäisi olla yllättävää, että sen suurempi pitoisuus voi vain lisätä riskiä. Lisäksi on muistettava, että lisääntynyt happipitoisuus ilmassa tarkoittaa vähentynyttä inertin kaasun pitoisuutta. Tästä ja joistakin muista syistä palamisen intensiteetti ei riipu lineaarisesti happipitoisuudesta. Se riippuu sekä hapen prosenttiosuudesta (osuudesta) seoksessa että sen osapaineesta ja kasvaa merkittävästi näiden parametrien kasvaessa.
4. Polttoaine.
Tässä kappaleessa puhumme kaasujärjestelmässä olevasta polttoaineesta, joka tarjoaa kaasun käytön hengitykseen. Korkeilla happipaineilla tulipalon sattuessa itse järjestelmästä voi tulla polttoaineena kemialliseen reaktioon, mutta tulipalon sytyttämiseen tarvitaan jotain helpommin syttyvää. Se voi olla jokin erillinen osa järjestelmää, liuotin, voiteluaine, järjestelmän pehmeät komponentit (kumi, muovi).
Jotkut kaasujärjestelmissä saatavilla olevat polttoainetyypit voivat olla käytännössä syttymättömiä normaaleissa olosuhteissa ja erittäin palavia hapella rikastetuissa ympäristöissä. Tällaisia polttoaineita ovat muun muassa silikonirasva, silikonikumi, neopreeni, kompressorin voiteluaineet, muovi- ja metallilastut ja -purseet, orgaaniset aineet ja materiaalit, erityyppinen pöly, jopa renkaan rasva. Ehkä vaarallisimpia polttoaineita ovat voiteluaineet. On yleinen väärinkäsitys, että silikoni (ehkä eksoottisen nimen vuoksi) on turvallista käytettäessä hapen kanssa. Itse asiassa se ei ole. On olemassa erityisiä happiyhteensopivia voiteluaineita, kuten Christo-lube, Krytox, Halocarbon. Juuri näitä itsevoiteluaineita tulisi käyttää hapella rikastetussa ympäristössä.
5. Sytytys.
Jotkut sytytyslähteet ovat ilmeisiä, mutta useimmat niistä ovat kaasujärjestelmän ulkopuolella, eikä niitä käsitellä tässä. Kaksi pääasiallista syttymislähdettä järjestelmässä ovat kitka ja kaasun puristus sen kulkiessa järjestelmän läpi. Termiä "kitka" käytetään tässä yleisessä merkityksessä: siinä mielessä, että kaasuvirrassa on hiukkasia tai itse kaasuvirran liikettä ja sen törmäystä kaasuputkien kulmiin tai muihin esteisiin. . Toinen ilmiö - sama, joka aiheuttaa sylinterin kuumenemisen - voi myös aiheuttaa tulipalon (jos lämpöä vapautuu riittävästi). Tämä on sama vaikutus, joka sytyttää polttoaineen dieselmoottorissa ilman sytytystulppaa. Tätä vaikutusta kutsutaan "adiabaattiseksi lämmittämiseksi (dieselprosessi)".
Sylinterin venttiilin äkillinen avautuminen ja sulkeutuminen kaasun puristuksen aikana voi aiheuttaa lämpötilan nousun syttymispisteeseen asti, ja jos kaasuvirrassa on epäpuhtauksia, syttyy itse. Siksi kompressoreissa ei käytetä pikavaihtoventtiilejä ("palloventtiilejä").
6. Happijärjestelmien käyttö.
Tärkeä kohta tässä luvussa on, että hapen käsittelyn riski voidaan minimoida noudattamalla tiettyjä sääntöjä järjestelmän suunnittelussa ja käsittelyssä. Erityisesti on tärkeää välttää teräviä kulmia ja nopeita vaihtoventtiilejä sekä käyttää sopivia materiaaleja. Ilmajärjestelmien valmistukseen käytetyt metallit soveltuvat myös happijärjestelmien valmistukseen. Mitä tulee "pehmeisiin osiin", kuten tiivisteisiin, taipuisiin liitoksiin, kalvoihin, ne on vaihdettava happiyhteensopiviin. Joissakin tapauksissa pääkriteeri on pienempi hapen syttyvyys, mutta useimmissa tapauksissa lisääntynyt hapenkestävyys korkeassa paineessa. Saatavilla on erikoissarjoja antennilaitteiden muuttamiseksi nitroksin käyttöä varten.
Erityisesti on välttämätöntä suorittaa laitteiden oikea puhdistus ja pitää laitteet puhtaana, käyttää asianmukaisia voiteluaineita, käsitellä kaasuja niin, ettei se aiheuta syttymistä, avaa venttiilit hitaasti ja tasaisesti.
7. Puhdistusvälineet happikäyttöön. Muutamia huomioita laitteiden puhdistuksesta.
Käsite "happipuhdistus" aiheuttaa hämmennystä virkistyssukeltajien riveissä. Syynä on se, että ei ole täysin selvää, tarvitseeko laitteet puhdistaa 21–40 % happea sisältävien seosten kanssa. Tämä ongelma menee syvemmälle: ei ole kehitettyjä ja standardoituja teollisuuden menetelmiä sellaisten seosten käsittelemiseksi, jotka sisältävät jonkin verran happea välillä 21 % (ilma) 100 % (puhdas happi). Standardit ovat olemassa vain puhtaan hapen käsittelylle; siten mikä tahansa seos, joka sisältää yli 21 % happea, vastaa olemassa olevien standardien mukaan puhdasta happea. Siksi kaikkien toimintojen suorittamiseksi alan standardien mukaisesti on välttämätöntä käsitellä mitä tahansa rikastettua seosta puhtaana hapena.
Compressed Gas Association (CGA), National Fire Protection Association (NFPA), NASA ja monet muut organisaatiot suosittelevat, että pitoisuuksien välissä olevia kaasuja käsitellään puhtaana happena. Tämä ei tarkoita, että he olisivat tehneet tutkimuksia tällä pitoisuusalueella. Tämä vain osoittaa, ettei ole olemassa teollisesti kehitettyjä ja hyväksyttyjä normeja, ja nämä organisaatiot ottavat mieluummin konservatiivisen kannan. Toisaalta Yhdysvaltain laivasto on kehittänyt menettelytapoja, joiden mukaan jopa 40 % happea sisältäviä seoksia voidaan käsitellä ilmana käsittelytarkoituksiin. Testituloksia ei ole julkaistu, jotta tämä johtopäätös olisi totta, mutta tätä lähestymistapaa on harjoitettu useiden vuosien ajan, eikä tähän asiaan liittyvistä tapauksista ole raportoitu. NOAA on ottanut käyttöön tämän pitoisuusrajan käytettäessä rikastettuja seoksia; NAUI, myös yleensä, kuitenkin tietyin rajoituksin.
Puhdista paineilma.
Toinen hämmennys syntyy "puhtaan ilman" käsitteen suhteen. Eri yhdistysten ja järjestöjen (CGA, US Navy) käyttämät hengityskaasun puhtausasteet ovat hämmentäviä, kun on kyse rikastetun kaasun puhtaudesta. Standardit sallivat jonkin verran öljyhöyryä (hiilivetyjä) paineilmassa (tyypillisesti 5 mg/m3). Tämä määrä on turvallinen hengityksen kannalta, mutta voi olla vaarallinen tulipalon kannalta, kun työskentelet painehapen kanssa.
Näin ollen ei ole olemassa yleisesti hyväksyttyjä ja sovittuja ilman puhtausasteikkoja, jotka määrittävät sen soveltuvuuden sekoitettaviksi puhtaan hapen kanssa. Alan standardien lainsäätäjät ovat sopineet, että hiilivetyjen määrä on luokkaa 0,1 mg / cu. m voidaan pitää hyväksyttävänä ilmalle, joka "täytyy sekoittaa edelleen happeen". Muutaman viime vuoden aikana on tullut saataville suodatinjärjestelmiä (kuvassa) nämä vaatimukset täyttävän paineilman tuottamiseen. Kompressorit, jotka estävät ilman joutumasta kosketuksiin voiteluaineen kanssa, toimivat tietysti paremmin, mutta ne ovat huomattavasti kalliimpia.. Muodollinen lähestymistapa happipuhdistukseen.
Sana "happipuhdistus" kuulostaa pelottavalta myös siitä syystä, että sen teollinen toteutus edellyttää melko tiukkojen menettelytapojen noudattamista. CGA ja muut organisaatiot julkaisevat nämä säännöllisesti suoritettavat toimenpiteet. Ne on suunniteltu säilyttämään turvallisuus työskennellessäsi painehapen kanssa.
NAUI toteaa, että kaikkien laitteiden, jotka on tarkoitettu käytettäväksi puhtaalla hapella tai yli 40 % happea sisältävillä seoksilla yli 200 psi:n (noin 13 atm) paineissa, on oltava happiyhteensopivia ja puhdistettuja käytettäväksi hapen kanssa. Sylinteri, säätimen ensimmäinen vaihe ja kaikki letkut on puhdistettava. Jotkut laitteet voidaan muuntaa toimimaan näiden seosten kanssa käyttämällä erikoissarjojen komponentteja.
8. Ei-muodollinen lähestymistapa happipuhdistukseen: "40 %:n sääntö"
Huolimatta muodollisen testauksen puutteesta, niin sanottua "40% sääntöä" on sovellettu varsin menestyksekkäästi sukellusteollisuudessa, eikä sen soveltaminen ole paljastanut ongelmia. Sukellussekoitusjärjestelmissä on tapahtunut lukuisia tulipaloja, mutta ne ovat aiheutuneet korkeammista happipitoisuuksista.
NAUI hyväksyy tämän säännön, mutta edellyttää, että laitteet on puhdistettu happilla ja että niissä on käytettävä happiyhteensopivia voiteluaineita. Tämä lähestymistapa on vähemmän tiukka kuin muodollinen, mutta oikein tehtynä se on erittäin tehokas. Puhdistuksen saa suorittaa pätevä teknikko.
Laite on puhdistettava kaikesta näkyvästä liasta ja rasvasta, sitten harjattava tai puhdistettava ultraäänellä voimakkaalla puhdistusaineella kuumassa vedessä. Hyviä nestemäisiä puhdistusaineita kotikäyttöön, kuten Joy. Puhtaus ei saa olla huonompi kuin mitä lautasilta ja hopea-aterimista odotetaan. Kuivumisen jälkeen pehmeät komponentit on vaihdettava happiyhteensopiviin, minkä jälkeen laite voidellaan happiyhteensopivalla voiteluaineella.
Puhdistuksen jälkeen laitetta saa käyttää vain runsaille seoksille, eikä sitä saa käyttää paineilmalla, muuten se on puhdistettava uudelleen.
9. Rikastettujen seosten valmistus.
Perinteinen järjestelmä kaasunsekoitusjärjestelmän rakentamiseksi perustuu hapen lisäämiseen ilmaan tavalla tai toisella. Äskettäin kehitetty ja saatavilla on kaksi uutta menetelmää, jotka rikastavat ilmaa eri tavalla - poistamalla typpeä. Tässä kappaleessa tarkastellaan kolmea menetelmää, joissa lisätään happea: sekoitus painon mukaan, osapaineiden sekoittaminen, sekoittaminen vakiovirtauksella; ja 2 typenpoistomenetelmää: absorptio imukykyisen aineen säännöllisellä puhdistuksella, kalvoerotus (Ballantyne ja Delp, 1996).
Käytettävän kaasunsekoitusjärjestelmän tyyppi on loppukäyttäjälle tärkeä, koska se määrää sylinterin täyttötoimenpiteet ja mahdollisten happipitoisuuksien alueen syntyvässä seoksessa.
Kaasujen sekoitus painon mukaan.
Yksinkertaisin ja luotettavin tapa saada koostumukseltaan tarkkoja sekoituksia on ostaa valmiita seoksia. Teollisuuskaasun tuottajat sekoittavat yleensä puhdasta happea ja puhdasta typpeä puhtaan hapen ja ilman sijaan.
Kaasut sekoitetaan painon mukaan. Tämä mahdollistaa useiden kaasujen käyttäytymisen poikkeavuuksien huomioimisen, jotka johtuvat niiden erosta ihanteellisista ja tarjoaa erittäin tarkan seosten kaasukoostumuksen. Sekoitus voidaan tehdä pulloissa, pulloissa tai säiliöissä. Tarvitaan tarkat vaa'at, jotka ovat erittäin kalliita, koska niiden täytyy pystyä mittaamaan pieniä muutoksia suurella painolla. Tämä kaasujen sekoitusmenetelmä on tarkin, ja tuloksena olevat seokset analysoidaan huolellisesti sen varalta, että ne ovat ilmoitetun todellisen koostumuksen mukaisia. Tällaisia seoksia formuloitaessa teollisuusyritys pakotetaan käyttämään puhdasta happea, mutta seoksen jälleenmyyjä voi välttää tämän. Tämä menetelmä on melko kallis, ja sen kustannuksia lisää se, että seosten varastointiastiat kuuluvat seosten toimittajalle ja siksi niitä vuokraa seosten myyjä.
Osapaineiden sekoitus.
Kuten menetelmän nimikin sanoo, se perustuu osapaineiden suhteeseen. Teknikko täyttää sylinterin ennalta määrätyllä määrällä happea (joka mitataan paineella) ja sitten täyttää sen ultrapuhtaalla ilmalla haluttuun loppupaineeseen. Happi pumpataan ensin, kun sylinteri on vielä tyhjä, mikä vähentää toimenpiteen palovaaraa, koska happea ei tarvitse käsitellä täytetyn sylinterin täydellä paineella. Koska käytetään puhdasta happea, koko järjestelmän, mukaan lukien täytettävä sylinteri, on oltava happiyhteensopiva ja puhdistettu. Koska paine on lämpötilariippuvainen ja ilmapallo lämpenee täytön aikana, on joko annettava pallon jäähtyä tai otettava lämpötilan vaikutus huomioon paineen mittauksessa. Koska koostumuksen lopullinen säätö suoritetaan usein sylinterin lopullisen jäähdytyksen jälkeen, koko seoksen valmistusprosessi kestää melko kauan. Tätä menetelmää voidaan käyttää myös säiliön täyttämiseen tunnetun koostumuksen seoksella saman tai erilaisen määritellyn koostumuksen seokseksi.
Tällä menetelmällä sekoitusta varten ei tarvita kompressoria, jos ilmaa syötetään paineella, joka riittää täyttämään sukellussäiliöt ilman lisäpuristusta. Täyttösylinteriryhmän käytön maksimoimiseksi käytetään ns. "kaskaditekniikkaa", joka koostuu siitä, että ensin käytetään täyttösylinteriä, jolla on pienin paine, jonka jälkeen käytetään suurimman paineen omaavaa sylinteriä ja niin edelleen. . Joskus itse menetelmää kutsutaan "kaskadisekoitusmenetelmäksi".
Tässä menetelmässä käytetään usein myös kompressoreita. Niissä ei saa käyttää öljyvoitelua tai niiden on tarjottava erittäin puhdasta ilmaa, joka soveltuu sekoitettaviksi hapen kanssa. Toinen tapa pumpata ilmaa sylinteriin on käyttää pneumaattista pumppua, joka puristaa ilmaa halkaisijaltaan eri sylintereissä, joiden männät on kytketty yhteen nokka-akseliin. Suosituimpien mallien palo - Haskel.
Osapainesekoitus on erittäin suosittu sukelluskeskusten keskuudessa, jotka valmistavat pieniä määriä monia erilaisia seoksia erilaisiin virkistys- ja teknisiin sukellustarkoituksiin, mukaan lukien seokset, joiden happipitoisuus on yli 40 %. Tässä tapauksessa merkittävä osa järjestelmän kustannuksista on erittäin tarkka painemittari. Tässä tapauksessa pneumaattisen pumpun käyttö on erittäin tehokasta. Tätä menetelmää käytetään etäsukelluskohteissa. Koska happea lisätään matalassa paineessa, jotkut teknikot eivät puhdista happisylintereitä. Tätä käytäntöä tulee välttää: sylinteri tulee aina puhdistaa hapella käyttöä varten.
10. Sekoitus vakiovirtauksella.
Tämän menetelmän (kutsutaan myös ympäristön ilman kuormitusmenetelmäksi) pioneeri NOAA (1979, 1991) ja se on käyttäjäystävällisin menetelmä (kuvat 9-7). Tässä menetelmässä matalapaineista happea lisätään kompressoriin tulevaan tuloilmavirtaan öljyhöyryn suurella poistoasteella. Lähtövirran koostumus analysoidaan jatkuvasti, ja tämän analyysin tulosta käytetään säätämään syöttövirran happiseos vastaavasti. Poistovirtaus voi ohittaa täyttösylintereiden joukon seosta säädettäessä. Kun seos on pumpattu täyttösylintereihin, se voidaan siirtää sukellussylintereihin ohituksen tai ilmapumpun avulla. Vakiovirtauslaitoksessa hapen lähteenä voidaan käyttää myös absorptioosajärjestelmää, jossa PSA-absorbentti puhdistetaan säännöllisesti.
On olemassa toinen vakiovirtauslaitteistojen luokka, jotka syöttävät ilmaa kaupalliseen sukeltajaan ilmansyöttöletkun kautta. Tällaisissa asennuksissa on välineet seoksen koostumuksen pysyvyyden valvomiseksi - erilaisia virtausmittareita ja säätimiä. Niiden ulostulopaine on yleensä alle 200 psi (13 atm).
11. Imeytyminen imukykyisen aineen (PSA) säännöllisellä puhdistuksella.
Tämä menetelmä perustuu "molekyyliseulaksi" kutsutun materiaalin käyttöön - synteettiseen huokoiseen savimaiseen materiaaliin, jonka huokoset tarjoavat erittäin suuren pinta-alan. Tämä pinta adsorboi kaasuja ("adsorb" tarkoittaa "absorboi pintaan"). Typpi adsorboituu nopeammin kuin happi, joten adsorbentin läpi kulkeva ilma rikastuu happea (tarkemmin sanottuna typpiköyhämpi). Käytetään kahta adsorboivaa levyä, joiden välillä vaihdetaan ilmavirtaa. Kun virtaus suunnataan yhdelle levylle, se adsorboi typpeä, toinen levy tällä hetkellä puhdistetaan aiemmin adsorboituneesta typestä. Sitten levyt vaihtavat rooleja.
Painetta ja levyjen puhdistustiheyttä muuttamalla on mahdollista saada erilaisia happipitoisuuden arvoja lähtöseoksessa. Suurin saavutettava happipitoisuus on 95 %, loput on argonia. Argon käyttäytyy tämäntyyppiseen adsorptioaineeseen nähden melkein kuin happi (eli se ei adsorboidu), joten se sisältyy poistoseokseen lähes samassa suhteessa happeen kuin tuloilmassa. Tällä argonilla ei ole vaikutusta sukeltajaan.
Tämän tyyppiset kasvit eivät vaadi happea korkeassa paineessa, mutta ne ovat monimutkaisia ja melko kalliita hankinnan ja ylläpidon kannalta; jätevesi on pumpattava sylintereihin happiyhteensopivalla puhdistetulla kompressorilla tai pneumaattisella pumpulla (kuvassa).
12. Kalvon erottaminen.
Tämä menetelmä perustuu kalvon käyttöön, joka, kun puhdas ilma kulkee sen läpi, läpäisee happimolekyylit paremmin kuin typpi. Poistoseos rikastuu siten hapella ja happipitoisuuden määrää tulovirta. Suurin saavutettavissa oleva happipitoisuuden arvo kaupallisesti saatavilla olevissa järjestelmissä on noin 40 %. Samaa tekniikkaa käytetään muuten heliumin uuttamiseen ja joissakin muissa prosesseissa.
Kuten PSA-yksiköissä, ei tarvitse käyttää korkeapaineista happea. Jätevesi on pumpattava sylintereihin happiyhteensopivalla puhdistetulla kompressorilla tai pneumaattisella pumpulla. Kalvojärjestelmät ovat melko luotettavia eivätkä vaadi paljoa huoltoa edellyttäen, että tulovirran puhtaus on riittävä.
kaasut arkisto
Vedyn ja hapen kaasuseos, jos niitä massaosuudet 1 ja 2 ovat vastaavasti yhtä suuret ... yksilöä kuvaavia parametreja ominaisuuksiakaasua, ja siksi on... T=400 K. 8 LUKU 1 MEKANIIKAN FYSIKAALISET PERUSTEET LUKU 1 MEKANIIKAN FYSIKAALISET PERUSTEET...
Johdanto 3 Luku 1 Tiedemiehet ja heidän löytönsä
Väitöskirjan abstrakti... lukuja. Johdanto Luku 1: Tiedemiehet ja niitä löytöjä. - Priestley-kokemus Luku 2. Fotosynteesin historia. Luku 3: Fotosynteesin merkitys luonnossa. Luku... hiilidioksidi kaasua hapeksi. Hiilipitoinen kaasua tarvitaan... sähkökemiallista potentiaalia. Ominaisuudet tylakoidikalvo...
Kuvittelemme kaasukolonnin kolmea vaakasuoraa kerrosta A, B ja C, joissa kerros B sijaitsee A:n yläpuolella ja A C:n yläpuolella. Aina on mahdollista saada mikä tahansa määrä koostumuksen A seosta sekoittamalla jonkin verran tilavuutta kerroksesta C tilavuus kerroksesta B. Sitä vastoin mikä tahansa määrä koostumuksen A seosta voidaan hajottaa kahdeksi koostumuksen B ja C seokseksi.
Tämä kahden kaasun sekoittaminen ja erottaminen voidaan suorittaa myös käänteisellä tavalla vahvistamalla vaakaputkia kohdissa A, B ja C. Jokaisen tällaisen putken pää, joka tulee ulos kaasukolonnista ulos, on suljettu männällä. Työnnämme nyt männät sisäänpäin kerroksissa B ja C siirtämällä niitä esimerkiksi vasemmalta oikealle, ja pisteessä A päinvastoin työnnämme männän ulos, eli oikealta vasemmalle. Sitten B:ssä ja C:ssä jotkut kaasumassat poistuvat kolonnista, ja päinvastoin, osa seoksesta tulee A:han. Oletetaan, että jokainen tällainen putki sisältää tietyn massan seosta, jonka koostumus on sama kuin kaasupylvään vaakasuora kerros, jonka kanssa tämä putki on yhteydessä.
Arvot määritetään sitten yhtälöistä
Tästä seuraa siis
Jaetaan nyt seos jollain käänteisellä tavalla ja lasketaan käytetty työ.
Lisäämme A:han seoksen tilavuusyksikkö ja B:stä ja johdamme vastaavasti tilavuudet
Tässä prosessissa tehty kokonaistyö on
korvaamalla arvot täällä, näemme, että tämä työ on yhtä suuri kuin nolla.
Tässä on hieman hienovaraisuutta: seokset B ja joihin seos A hajosi, nostetaan eri korkeuksille ja niillä saadaan erilaisia potentiaalienergiaa. Mutta koska työ on nolla ja järjestelmän lämpötila on vakio, niin tämä on mahdollista vain, jos järjestelmä on antanut tai vastaanottanut tietyn määrän lämpöä. Kun tiedämme potentiaalienergian muutoksen, löydämme järjestelmään välittyneen lämmön määrän ja siten entropian muutoksen.
Potentiaalienergian lisäys tulee olemaan
mutta se on yhtä suuri kuin järjestelmään siirtyvän lämmön määrä, joten entropian lisäys on yhtä suuri kuin
Tällaisella arvolla seoksen B tilavuuden ja seoksen C tilavuuden entropioiden summa on suurempi kuin seoksen A tilavuusyksikön entropia. Täältä löydät seosten B ja B tilavuuden tilavuudet. C, jonka entropioiden summa on yhtä suuri kuin seoksen A tilavuusyksikön entropia; Tätä varten tuodaan seosten B ja C tilavuudet reversiibelisti isotermisesti tilavuuksiin ja rinnastetaan molempien seosten entropialisäysten summa tässä prosessissa lausekkeeseen (75), joka on otettu vastakkaisella merkillä.
Seoksen B entropialisäys on
Korvataan yhtälöön (76) ilmaisu paineille tiheyksinä
1. Kaasun sekoitus arvolla V=vakio. Jos kaasujen kokonaistilavuus ennen sekoitusta ja sen jälkeen pysyy ennallaan ja kaasut ennen sekoittumista vievät tilavuuksia V 1, V 2, ... .. V n m 3 paineilla p 1, p 2, p n ja lämpötiloissa T 1, T 2, Т n , ja näiden kaasujen lämpökapasiteetin suhde р /с v:llä on yhtä suuri kuin k 1 , k 2 ,…. k n , niin seoksen parametrit määritetään kaavoilla:
lämpötila
paine
(5.15)
Kaasuille, joiden molaariset lämpökapasiteetit ovat yhtä suuret ja siksi k:n arvot ovat yhtä suuret, kaavat (62) ja (63) ovat muotoa:
2. Kaasuvirtojen sekoitus. Jos sekoitusvirtausten massavirtaukset ovat M 1, M 2, ... M n, kg / h, tilavuusvirtaukset ovat V 1, V 2, ... .. V n m 3 / h, kaasu paineet - p 1, p 2, p n ja lämpötila - T 1 , T 2 ,…T n, ja yksittäisten kaasujen lämpökapasiteetin suhteet ovat vastaavasti k 1 , k 2 ,…. k n , niin seoksen lämpötila määritetään kaavalla:
(5.18)
Seoksen tilavuusvirtaus aikayksikköä kohti lämpötilassa T ja paineessa p:
(5.19)
Kaasuille, joiden k-arvot ovat yhtä suuret, seoksen lämpötila määritetään kaavalla (64). Jos kaasuvirroilla on samojen k-arvojen lisäksi myös paineita, kaavat (66) ja (67) ovat muotoa:
(5.21)
Tehtävät
5.1. Laske 1 kg:n ilman sisäisen energian muutos sen siirtyessä alkutilasta t 1 \u003d 300 0 C lopputilaan t 2 \u003d 50 0 C. Ota lämpökapasiteetin riippuvuus lämpötilasta lineaarisena. Anna vastauksesi kJ.
Sisäenergian muutos saadaan kaavalla (5.9):
Du \u003d C vm (t 2 -t 1).
Taulukon käyttö. 4.3, saamme ilmaa
(С vm) 0 t = 0,7084 + 0,00009349 t kJ/(kg K);
(С vm) 50 300 = 0,7084 + 0,00009349 (50 + 300) = 0,7411 kJ/(kg K).
Siten,
Du = 0,7411 (50-300) = - 185,3 kJ/kg
Vastaus: DU = -185,3 kJ / kg
5.2. Laske 2 m 3 ilman sisäisen energian muutos, jos sen lämpötila putoaa arvosta t 1 \u003d 250 0 C arvoon t 2 \u003d 70 0 C. Hyväksy lämpökapasiteetin riippuvuus lämpötilasta lineaarisena. Alkupaine Р 1 =0,6 MPa.
Vastaus: DU=-1063 kJ.
5.3. Liikkuvalla männällä varustettuun sylinteriin suljettuun kaasuun syötetään 100 kJ lämpöä ulkopuolelta. Tehtävän työn määrä tässä tapauksessa on 115 kJ. Määritä kaasun sisäisen energian muutos, jos sen määrä on 0,8 kg.
Vastaus: DU = -18,2 kJ.
5.4. 2 m 3 ilmaa, jonka paine on 0,5 MPa ja lämpötila 50 0 C, sekoitetaan 10 m 3:een ilmaa, jonka paine on 0,2 MPa ja lämpötila 100 0 C. Määritä seoksen paine ja lämpötila.
Vastaus: t cm \u003d 82 0 C; P cm \u003d 0,25 MPa.
5.5. Kattilahuoneen savuhormissa sekoittuvat kolmen kattilan savukaasut, joilla on ilmanpaine. Yksinkertaisuuden vuoksi oletetaan, että näillä kaasuilla on sama koostumus, nimittäin: CO 2 = 11,8 %; O 2 = 6,8 %; N2 \u003d 75,6 %; H20 = 5,8 %. Kaasun tuntikulutus on V 1 =7100 m 3 /h; V 2 \u003d 2600 m 3 / h; V 3 \u003d 11200 m 3 / h ja kaasujen lämpötilat, t 1 \u003d 170 0 C, t 2 \u003d 220 0 C, t 3 \u003d 120 0 C. Määritä kaasun lämpötila sekoittuminen ja niiden tilavuusvirtaus piipun läpi tässä lämpötilassa.
Vastaus: t=147 0 С; V = 20900 m 3 /h.
5.6. Kolmen höyrykattilan pakokaasut, joiden paine on 0,1 MPa, sekoitetaan kaasunkeräyskanavassa ja poistetaan savupiipun kautta ilmakehään. Yksittäisten kattiloiden savukaasujen tilavuuskoostumus on seuraava: ensimmäisestä
C02 = 10,4 %; Noin 2 \u003d 7,2 %; N2 = 77,0 %; H20 = 5,4 %;
toisesta
C02 = 11,8 %; O 2 = 6,9 %; N2 \u003d 75,6 %; H20 = 5,8 %;
kolmannesta alkaen
C02 = 12,0 %; O 2 = 4,1 %; N2 \u003d 77,8 %; H20 = 6,1 %.
Kaasujen tuntikulutus on
M1 = 12000 kg/h; M2 = 6500 kg/h; M3 = 8400 kg/h; ja kaasun lämpötilat, vastaavasti, t 1 \u003d 130 0 С; t 2 \u003d 180 0 С; t 3 \u003d 200 0 C.
Määritä savukaasujen lämpötila keräyskanavassa sekoittamisen jälkeen. Oletetaan, että näiden kaasujen molaariset lämpökapasiteetit ovat samat.
Vastaus: t 2 \u003d 164 0 C.
5.7. Kaasukanavassa sekoitetaan kolme kaasuvirtaa, joilla on sama paine, joka on 0,2 MPa. Ensimmäinen virta on typpeä, jonka tilavuusvirta on V 1 = 8200 m 3 / h lämpötilassa 200 0 C, toinen virta on hiilidioksidia, jonka virtausnopeus on 7 600 m 3 / h lämpötilassa 500 0 C ja Kolmas virta on ilma, jonka virtausnopeus on 6400 m 3 / h lämpötilassa 800 0 C. Selvitä kaasujen lämpötila sekoituksen jälkeen ja niiden tilavuusvirta yhteisessä kaasuputkessa.
Vastaus: t 1 \u003d 423 0 C; V=23000 m3/h.
5.8. Höyrykattilan savuhormista 400 kg/h palamistuotteet lämpötilassa 900 0 C tulee jäähdyttää 500 0 C:een ja lähettää kuivauslaitokselle. Kaasut jäähdytetään sekoittamalla kaasuvirtaa ilmavirran kanssa lämpötilassa 20 0 C. Paine molemmissa kaasuvirroissa on sama. Määritä tunnin ilmavirtaus, jos tiedetään, että R kaasu \u003d R ilma. Palamistuotteiden lämpökapasiteetin oletetaan olevan yhtä suuri kuin ilman lämpökapasiteetti.
Vastaus: M ilma \u003d 366 kg / h.
